[發明專利]提高圖像數字水印隱蔽性能的方法

在審

• 申請號: 201510422334.2
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105023237A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 劉玄玄;王曉紅;麻祥才;郭少東;魏代海;李杰;況盛坤;洪建華
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術領域

本發明涉及一種數字印刷圖像版權保護的方法,尤其是一種提高圖像數字水印隱蔽性能的方法，屬于數字水印技術領域。

背景技術

數字水印技術作為信息隱藏技術之一，之所以能成為目前主流的數字資產保全保護措施，在于它的隱蔽性、安全性和魯棒性。它可以在不影響原數字內容，例如數字印刷圖像等多媒體內容的有效使用價值的條件下，將一些標識信息嵌入數字內容，從而起到保護其版權的作用。

視覺顯著圖表示的是圖像特征的視覺顯著程度。其中，圖像視覺顯著區域是指圖像中關注程度較高的能體現整幅圖像內容的區域。非感興趣區域則關注程度較低，因此，利用視覺非顯著區域的不敏感性可以更好地隱藏水印信息，使水印具有較高的隱蔽性。視覺顯著圖作為評價人眼觀察圖像時的特性標準，是通過不同灰度值反映出人眼對圖像的顯著性。其中，認知心理學和反復試驗得證,利用眼動實驗得到的視覺顯著圖是最真實地反映人眼觀察圖像時的特性。

小波技術是近幾年常用的典型數字水印算法之一，其屬于變換域算法。使用小波技術嵌入水印的隱蔽性較高，肉眼無法判別，魯棒性也高，可有效提高水印的安全性。小波技術不僅適用于數字水印領域，還涉獵于諸多實際應用，譬如測量、估算、去噪等，是一個很有效的數學分析工具。

發明內容

本發明的目的是提出一種提高圖像數字水印隱蔽性能的方法，利于計算機客觀辨別圖像及水印信息，用于提高水印的隱蔽性及保障宿主圖像的質量，在圖像版權保護中可以發揮應用價值。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種提高圖像數字水印隱蔽性能的方法,具有以下步驟：

（1）對圖像進行眼動實驗的基礎上，改進Itti計算模型，獲取圖像視覺顯著圖，并保存；

（2）根據圖像視覺顯著圖，對原始彩色圖像進行正向小波變換水印嵌入，得到含有水印信息的彩色圖像；

（3）對所得到的含有水印信息的彩色圖像進行逆向小波變換水印提取，得到提取水印圖像。

所述步驟（1）進一步包括如下步驟：

（1.1）選取標準測試圖，利用高精密Tobii眼動儀對15名視覺正常的被試者進行眼動實驗，獲取注視點集，生成眼動實驗顯著圖；

（1.2）在基于獲得顯著圖的基礎上，改變Itti視覺計算模型中亮度、顏色和方向的3個視覺底層特征的權重值，采用相關系數和公式：

來分析比較計算顯著圖與眼動顯著圖的相似性，獲取符合人眼視覺特性的圖像顯著圖；其中，為相關系數公式，?x是像素值；H(x)、S(x)分別是眼動顯著圖和計算顯著圖中當前像素的顯著值；分別表示兩幅顯著圖中所有像素的平均顯著值；

（1.3）對圖像所得到的視覺顯著圖做二級小波映射，得到頻域視覺顯著圖；

（1.4）根據頻域視覺顯著圖的灰度值變化，做歸一化處理，確定水印嵌入位置及強度系數。

所述步驟（2）進一步包括如下步驟：

（2.1）對原始彩色圖像做顏色空間轉換，得到一個明度或亮度圖層L1和兩個色彩信息圖層A和B；

（2.2）對明度或亮度信息圖層L1做二級小波變換，得到高頻子帶HH2；

（2.3）將水印圖嵌入步驟（2.2）中得到的二級高頻子帶HH2，得到嵌入水印信息的高頻子帶HH2’；

（2.4）對高頻子帶HH2’做逆向二級哈爾小波變換，得到含有水印信息的圖層L1’，并將得到的圖層L1’和步驟（2）中得到的兩個色彩圖層信息A和B合并，得到含有水印信息的彩色圖像。

其中步驟（2.2）進一步包括如下步驟：

對明度或亮度信息圖層L1做哈爾小波變換，得到四個L1層的一級頻率子帶，這四個一級頻率子帶包括一個低頻子帶LL1與三個高頻子帶LH1、HL1和HH1；對所述低頻子帶LL1做哈爾小波變換，得到四個L1層的二級頻率子帶：LL2、LH2、HL2和HH2。

所述步驟（3）進一步包括如下步驟：

（3.1）對所述含有水印信息的彩色圖像做色空間轉換，得到一個明度或亮度圖層L2和兩個色彩信息圖層A’和B’；

（3.2）對明度或亮度信息圖層L2做二級小波逆變換，得到高頻子帶HH4，提取水印信息，得到水印圖像；

所述步驟（3.2）進一步包括如下步驟：

對明度或亮度信息圖層L2做哈爾小波變換，得到四個L2層的一級頻率子帶：一個低頻子帶LL3與三個高頻子帶LH3、HL3和HH3；對所述低頻子帶LL3做哈爾小波變換，得到四個L2層的二級頻率子帶：LL4、LH4、HL4和HH4。