[發明專利]基于傅里葉描述子的水印嵌入與提取方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201410146538.3
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN104978706B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 黎洪宋;吳貽剛;林彬;丁升良;朱靜;路旭
• 申請（專利權）人: 深圳力維智聯技術有限公司
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 44287 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所
• 代理人: 胡海國

本發明公開了一種基于傅里葉描述子的水印嵌入與提取方法、裝置及系統，所述方法包括：提取圖像水印的邊界坐標點，基于所述邊界坐標點構造復數序列；對該復數序列進行離散傅里葉變換得到邊界坐標點的傅里葉描述子，獲取傅里葉描述子的前M個傅里葉描述子系數；對宿主圖像做分塊的離散余弦變換得到初始離散余弦變換系數，將所述M個傅里葉描述子系數分別嵌入到初始離散余弦變換域的低頻系數和/或中頻系數中，得到已嵌入傅里葉描述子系數的當前離散余弦變換系數，對所述當前離散余弦變換系數做離散余弦逆變換得到嵌入水印信息的宿主圖像。采用本發明，能在不影響載體圖像的質量和水印不可見性的前提之下，讓水印嵌入容量有了一個突破性的提升。

技術領域

本發明屬于多媒體信息安全領域，具體而言，涉及一種基于傅里葉描述子的水印嵌入與提取方法、裝置及系統。

背景技術

數字水印技術是一種版權保護技術，它是利用人類的聽覺、視覺系統的特點，在圖像、音頻、視頻等載體中加入一定的標識信息（數字水印），使人們很難分辨出加水印后的數字作品與原始數字作品的區別，之后通過專門的檢測方法又能提取出所加標識信息，以此用于數字產品版權保護、原始數據的真偽鑒別、數據偵測與版權跟蹤等。

傳統的水印技術多是向載體中嵌入比特位，即嵌入“0”或“1”，很多數字水印的最終表達形式就是一維比特流。例如，當嵌入的內容為序列號的時候，這些序列號被轉換成比特流；當嵌入的內容為文字或圖像標志的時候，首先將文字或圖像標志制作成一幅二值圖像，然后將二值圖像轉換成比特流。這種基于比特位的水印嵌入方法在嵌入容量的突破上存在較大瓶頸，即在確保水印不可見性的情況下，很難做到每個載體的每個像素中均嵌入一個比特位。

例如，在公開號為CN103295180A、發明名稱為“魯棒性與透明性最佳平衡的數字水印方法”的中國專利文獻中，其二值圖像水印嵌入由原始載體圖像的預處理、二值圖像水印的預處理、水印信息比特流的嵌入、3級Harr小波逆變換步驟組成。其二值圖像水印提取由含水印載體圖像的預處理、水印信息比特流的提取、重構二值圖像水印步驟組成。采用該方法具有較好的魯棒性，并且嵌入水印后具有較好的透明性。但是該技術方案中，其二值圖像水印是以比特流的形式嵌入的，該方法嵌入容量十分有限，不能做到每個載體像素中嵌入一個比特位。

水印嵌入容量是指在確保水印不可見性的前提下，單位大小的載體圖像中最多能嵌入多大的水印圖像，例如大小為512×512的載體圖像中，嵌入512×512大小的水印圖像，其水印嵌入容量就是1:1，即一個載體像素能夠嵌入一個水印像素，則表明在某種程度上具有較高的嵌入容量，在確保水印不可見性和一定魯棒性的情況下是很難做到的。

在公開號為CN102142131B、專利名稱為“基于加密相息圖的數字圖像水印嵌入、提取方法及系統”的專利文獻中，其對原始水印圖像進行變換預處理獲取加密后的相息圖，然后將相息圖作為灰度圖嵌入到載體圖像中。該方法通過水印預處理一定程度上提高了水印的安全性，但是在水印的嵌入容量上沒有取得質的突破，盡管通過預處理得到的灰度圖比原始水印圖像要小，但是眾所周知地，在基于離散小波變換的水印嵌入方式中是無法實現1:1的水印嵌入容量的，一旦以1:1方式嵌入水印，將會對離散小波系數造成較大面積的修改，則會嚴重影響載體圖像的質量和水印不可見性。

在發明名稱為“水印嵌入與提取方法、裝置及其系統”、中國專利申請號為CN201310535907.3的專利方案中，其水印的嵌入方法是：將二值水印圖像解析成若干個個具有一定幾何規則的離散點集，然后將這些離散點集嵌入到宿主圖像中，采用該方案，能較少的引入冗余嵌入，在一定程度上減少了對原始多媒體載體的修改量，提高了水印信息的嵌入容量，但這種方法僅適合應用在那些水印內容是比較簡單的幾何形狀的場合，當欲嵌入的水印內容復雜多樣，無固定幾何規則可循的時候，此時該水印內容不能被很好地解析成具有一定幾何規則的離散點集，于是這種基于形狀的水印嵌入與提取方法就具有了一定的局限性。

發明內容