[發明專利]基于Y-Net的數字水印方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202110786024.4
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113592693B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 胡欣玨;梁秀健;付章杰
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06N3/0455;G06N3/0464;G06N3/045;G06N3/094
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 俞翠華

本發明公開了一種基于Y?Net的數字水印方法、裝置及系統，將載體圖像和水印圖像輸入到Y?Net生成網絡中，生成含水印圖像；將含水印圖像輸入到經過預訓練的壓縮損失模擬網絡中，得到模擬壓縮含水印圖像；采用經過預先訓練的判別網絡對模擬壓縮含水印圖像進行判別，得到判別結果；同時將模擬壓縮含水印圖像輸入到提取網絡中，得到重構的水印圖像；根據根據所述含水印圖像、重構水印圖像以及判別網絡結果計算整個水印網絡的總損失函數，以最小化損失函數為目標優化水印網絡，當損失下降并保持穩定時認為訓練結束。其中，在訓練過程中，判別網絡、壓縮損失模擬網絡權重固定。較已有算法相比，本發明具有高水印容量、高隱蔽性、高安全性以及強魯棒性。

技術領域

本發明屬于數字水印技術領域，具體涉及一種基于Y-Net的數字水印方法、裝置及系統。

背景技術

互聯網技術的快速發展使得更多的數字作品可以在網絡上傳播。在方便交流的同時，作品的原創性也受到了考驗，版權保護成為了人們極為重視的問題。

數字水印技術可以根據作品自身的特點，為作品原創性提供保護。近年來，各類基于深度學習的數字水印模型大量涌現，不僅能夠擴大水印容量還可以有效的提升傳輸安全性。但這些方法依然存在一些問題，如含水印圖像質量和抗分析安全性不夠高，抵抗JPEG壓縮等攻擊的魯棒性不強。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種基于Y-Net的數字水印方法、裝置及系統，具有高水印容量、高隱蔽性、高安全性和強魯棒性。

為了實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

第一方面，本發明提供了一種基于Y-Net的數字水印方法，包括：

將載體圖像和水印圖像輸入到Y-Net生成網絡中，得到嵌入了水印圖像的含水印圖像；

將所述含水印圖像輸入到經過預先訓練的壓縮損失模擬網絡中，得到模擬壓縮含水印圖像；

采用經過預先訓練的判別網絡對所述模擬壓縮含水印圖像進行判別，得到判別結果，所述判別結果包括將含水印圖像識別為載體圖像或含水印圖像；

將所述模擬壓縮含水印圖像輸入到提取網絡中，得到重構的水印圖像；

根據所述含水印圖像、重構的水印圖像以及判別網絡結果，計算整個水印網絡的總損失函數，以總損失函數最小為目標優化所述水印網絡，當損失下降并保持穩定時認為訓練結束；所述水印網絡包括Y-Net生成網絡、壓縮損失模擬網絡、判別網絡和提取網絡，其中，在優化過程中，所述判別網絡和壓縮損失模擬網絡的權重固定；

使用訓練好的水印網絡，根據載體圖像和水印圖像生成含水印圖像，將含水印圖像進行壓縮，從壓縮后的含水印圖像中重構出水印圖像。

可選地，所述Y-Net生成網絡為跳躍連接結構，包括：載體第一卷積操作組、載體第二卷積操作組、載體第三卷積操作組、載體第四卷積操作組、載體第五卷積操作組、載體第六卷積操作組、水印第一卷積操作化組、水印第二卷積操作組、水印第三卷積操作組、水印第四卷積操作組、水印第五卷積操作組、水印第六卷積操作組、第七卷積操作組、第一反卷積操作組、第二反卷積操作組、第三反卷積操作組、第四反卷積操作組、第五反卷積操作組、第六反卷積操作組、第七反卷積操作組、第八卷積操作組；

所述載體第六卷積操作組及水印第六卷積操作組的輸出與第一反卷積操作組的輸出融合；

所述載體第五卷積操作組及水印第五卷積操作組的輸出與第二反卷積操作組的輸出融合；

所述載體第四卷積操作組及水印第四卷積操作組的輸出與第三反卷積操作組的輸出融合；

所述載體第三卷積操作組及水印第三卷積操作組的輸出與第四反卷積操作組的輸出融合；