[發(fā)明專利]一種基于區(qū)域選擇的自適應(yīng)可視水印嵌入方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110023665.4
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112700363B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭宗明;亓文法;劉宇鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F21/16
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發(fā)明涉及一種基于區(qū)域選擇的自適應(yīng)可視水印嵌入方法和裝置，屬于數(shù)字水印和信息隱藏技術(shù)領(lǐng)域。該方法的步驟包括：在宿主圖像中進行顯著性區(qū)域檢測，得到關(guān)鍵內(nèi)容區(qū)域集合；將非關(guān)鍵內(nèi)容區(qū)域按照可視水印圖案大小進行均勻分塊，并從中選擇平坦區(qū)域作為可視水印圖案的待嵌入?yún)^(qū)域；通過提取宿主圖像中待嵌入?yún)^(qū)域的背景特征來自適應(yīng)計算水印嵌入強度；結(jié)合水印圖嵌入強度和宿主圖像的最小可覺差誤差遮掩矩陣，進行可視水印圖案的嵌入。本發(fā)明能夠取得較優(yōu)的可視水印嵌入效果，達到了魯棒性、可見性和透明度三個因素之間的平衡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字水印和信息隱藏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可視水印嵌入方法，尤其涉及了基于區(qū)域選擇的自適應(yīng)可視水印嵌入方法。

背景技術(shù)

可視水印技術(shù)被認為是一種主動版權(quán)保護機制，它將所有者的版權(quán)標識信息以半透明地方式疊加到數(shù)字圖像或視頻幀的特定位置處，可以讓人直接進行所有權(quán)識別，從而使得非法使用變得更加困難。可視水印技術(shù)在很多領(lǐng)域具有重要用途，例如內(nèi)容保護、版權(quán)標識、廣告宣傳等。近二十年來，可視水印技術(shù)出現(xiàn)了大量具有不同特點的方法。這些技術(shù)可分為三類：永久性的、可移除的和可逆可視水印。在永久性可視水印中，嵌入的水印圖案永久性地保留在水印圖像中，所有者也不能完全擦除。然而，在可移除和可逆可視水印技術(shù)中，嵌入的可見水印圖案可以由授權(quán)人使用一些密鑰來移除。此外，可逆技術(shù)可以完全去除可視水印圖案，并無損地恢復(fù)出原始宿主圖像數(shù)據(jù)。無論何種類型，可視水印技術(shù)必須達到三個要求：魯棒性、可見性和透明度。魯棒性是指非授權(quán)人很難通過正常的圖像處理方法惡意或者無意地去除可視水印圖案，導(dǎo)致水印圖像質(zhì)量降低，以更好地抵抗各種破壞攻擊；另外，可視水印圖案嵌入宿主圖像后具有完全可見性，這允許容易而明確地識別宿主圖像的所有權(quán)；最后，可視水印圖案具有最小突兀性或最大透明度，允許觀察者識別宿主圖像的細節(jié)。在所有可視水印算法中，這些要求都是相互矛盾的，而它們之間獲得一個平衡又是非常必要的。

近年來，很多學(xué)者針對如何將可視水印圖案從水印圖像中高效去除進行了大量研究。很多的可視水印圖案去除算法需要事先知道水印圖案的位置，根據(jù)位置信息和水印圖案本身的特征信息設(shè)計相應(yīng)的去除策略。比如基于傳統(tǒng)圖像修復(fù)方法的可視水印圖案去除算法中，主要利用水印圖案的周圍圖像信息填充與水印區(qū)域中黑色像素相對應(yīng)的區(qū)域。因此，這只有知道圖像中缺失像素的具體位置，才能成功將可視水印圖案從水印圖像中成功去除。當(dāng)每幅圖像中的可視水印位置根據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)地發(fā)生變化時，可視水印圖案被批量去除的風(fēng)險大大降低，安全性能會得到提升。

但現(xiàn)有方法都不能夠自適應(yīng)地嵌入可視水印圖案，并且很難在魯棒性、可見性和透明度三個因素之間達到平衡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是為了提高可視水印嵌入方法的魯棒性能，降低嵌入后的可視水印圖案被批量去除的風(fēng)險。同時，結(jié)合可視水印圖案嵌入?yún)^(qū)域的最小可覺差誤差遮掩矩陣系數(shù)、灰度分布和圖像紋理復(fù)雜度等特征，實現(xiàn)了可視水印圖案的自適應(yīng)強度嵌入，取得了較優(yōu)的可視水印嵌入效果，達到了魯棒性、可見性和透明度三個因素之間的平衡。

本發(fā)明提出了一種基于區(qū)域選擇的自適應(yīng)可視水印嵌入方法，技術(shù)方案包括：

步驟一，在宿主圖像中進行顯著性區(qū)域檢測，得到關(guān)鍵內(nèi)容區(qū)域集合。

步驟二，將非關(guān)鍵內(nèi)容區(qū)域按照可視水印圖案大小進行均勻分塊，并從中選擇平坦區(qū)域作為可視水印圖案的待嵌入?yún)^(qū)域。

步驟三，通過提取宿主圖像中待嵌入?yún)^(qū)域的背景特征來自適應(yīng)計算水印嵌入強度。

步驟四，結(jié)合水印嵌入強度和宿主圖像的最小可覺差誤差遮掩矩陣，進行可視水印圖案的嵌入。

進一步地，所述在宿主圖像中進行顯著性區(qū)域檢測，得到關(guān)鍵內(nèi)容區(qū)域集合，包括：

將宿主圖像分割成不同的超像素，其中每個超像素由位置相鄰、顏色值相近的一組像素組成；

利用特征向量描述不同區(qū)域的圖像特征；