專利名稱：數(shù)字水印嵌入設(shè)備與數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種數(shù)字水印嵌入設(shè)備和一種數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其作用在于防止對(duì)通過諸如記錄媒質(zhì)等途徑所提供的數(shù)字視頻信號(hào)的盜版。相關(guān)技術(shù)的描述由于諸如數(shù)字VTR、DVD(多功能數(shù)碼盤片)等用于記錄與回放數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的設(shè)備以及類似設(shè)備的流行，因而提供了大量能由這些設(shè)備回放的數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像。多種多樣的數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)、廣播衛(wèi)星、通信衛(wèi)星及類似途徑的數(shù)字電視廣播發(fā)送，使用戶能夠享用高品質(zhì)的數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像。
在數(shù)字信號(hào)層面對(duì)數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行高品質(zhì)復(fù)制是容易做到的。因此，如果不對(duì)數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行某些復(fù)制保護(hù)或復(fù)制控制，則存在無限制地制作數(shù)字圖像復(fù)制品的危險(xiǎn)。故而必須阻止數(shù)字圖像的非法復(fù)制，并限制合法用戶進(jìn)行復(fù)制的發(fā)生次數(shù)。因此，提出了一種在每一數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像中加入用作復(fù)制限制的附加信息，從而防止非法復(fù)制或限制復(fù)制的方法。
作為用這樣的某種方式將附加信息增加到數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像之上的技術(shù)，數(shù)字水印是公知的。在數(shù)字水印中，將諸如版權(quán)所有者或內(nèi)容用戶的身份信息、版權(quán)所有者的權(quán)利信息、內(nèi)容的使用條件、使用內(nèi)容需要的秘密信息、前述復(fù)制控制信息或類似(這類信息在下文稱作水印信息)信息嵌入音頻數(shù)據(jù)、音樂數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)、靜止圖像數(shù)據(jù)或類似的數(shù)據(jù)的內(nèi)容中，該信息已轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，因此難以察覺。此后在需要時(shí)，通過對(duì)所述內(nèi)容中嵌入的水印信息進(jìn)行檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)包括使用控制及復(fù)制控制在內(nèi)的版權(quán)保護(hù)，且該內(nèi)容的進(jìn)一步使用是可能做到的。
作為數(shù)字水印的傳統(tǒng)方法，一種應(yīng)用了擴(kuò)頻技術(shù)的方法為人們所知。在這種方法中，水印信息按下面的順序嵌入在數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像中步驟E1，將圖像信號(hào)乘以PN(偽隨機(jī)噪聲)序列，進(jìn)行擴(kuò)頻處理。
步驟E2，對(duì)擴(kuò)頻后的圖像信號(hào)進(jìn)行頻率變換。
步驟E3，通過改變特定頻率分量的值，將水印信息嵌入圖像信號(hào)。
步驟E4，對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行頻率逆變換(也即IDCT)。
步驟E5，對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行逆擴(kuò)頻處理(將圖像信號(hào)乘以與步驟E1相同的PN序列)。
按照下面的順序，對(duì)按照以上步驟已嵌入了水印信息的數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像中的水印信息進(jìn)行檢測(cè)。
步驟D1，將圖像信號(hào)乘以PN(偽隨機(jī)噪聲)序列(與步驟E1相同的PN序列)，進(jìn)行擴(kuò)頻處理。
步驟D2，對(duì)擴(kuò)頻后的圖像信號(hào)進(jìn)行頻率變換(也即DCT)。
步驟D3，通過注意特定頻率分量的值，從圖像信號(hào)中提取嵌入的水印信息。
同時(shí)，日本專利特開(KOKAI)公開No.2002-325233(權(quán)利要求2與圖7)，日本專利特開(KOKAI)公開No.2002-218404(權(quán)利要求1與

圖1)描述了以下技術(shù)根據(jù)水印信息，將由輸入圖像信號(hào)中提取的特定頻率分量的信號(hào)進(jìn)行幅值調(diào)節(jié)或相位調(diào)節(jié)。再將這樣一個(gè)特定頻率分量的信號(hào)嵌入在輸入圖像信號(hào)之中，由此將水印信息嵌入于其中；同時(shí)，在檢測(cè)水印信息時(shí)，將由輸入圖像信號(hào)中提取的特定頻率分量的信號(hào)進(jìn)行幅值調(diào)節(jié)或相位調(diào)節(jié)，由之計(jì)算出一個(gè)在輸入圖像信號(hào)與特定頻率分量信號(hào)之間的相關(guān)值，該相關(guān)值用于檢測(cè)水印信息。
以防盜用為目的，將數(shù)字水印用于數(shù)字產(chǎn)品時(shí)，必須賦予它一種保護(hù)水印信息不丟失或不被篡改，并防止一般針對(duì)數(shù)字產(chǎn)品所發(fā)生的蓄意攻擊的特性(魯棒性)。這是因?yàn)槭箶?shù)字圖像中的水印信息不能被檢測(cè)、裁剪、縮放(放大/縮小)、旋轉(zhuǎn)等等類似的攻擊為人們所熟知。
當(dāng)輸入已遭受這類攻擊的圖像時(shí)，在水印信息的檢測(cè)中，傳統(tǒng)技術(shù)通過執(zhí)行一個(gè)對(duì)嵌入時(shí)步驟E1所使用的PN序列進(jìn)行估測(cè)的步驟來恢復(fù)PN序列同步。此后，執(zhí)行步驟D1至D3，提取嵌入的水印信息。但是，為了僅從圖像信號(hào)本身中恢復(fù)PN序列的同步，必須進(jìn)行一番搜尋，即用多個(gè)備選PN序列嘗試檢測(cè)水印信息，從中選擇一個(gè)檢測(cè)效果令人滿意的備選序列。為此，引起了算術(shù)運(yùn)算量增多、電路規(guī)模增大的問題。
此外，由于圖像信號(hào)中的水印在縮放或旋轉(zhuǎn)攻擊下出現(xiàn)衰減，很有可能即使檢測(cè)出攻擊內(nèi)容(旋轉(zhuǎn)、縮放等)并運(yùn)用了針對(duì)該攻擊的檢測(cè)方法，仍不能檢測(cè)出水印。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明目的在于提供一種數(shù)字水印嵌入設(shè)備以及一種數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，利用對(duì)輸入圖像信號(hào)采取的相位調(diào)節(jié)與幅值調(diào)節(jié)，嵌入以及檢測(cè)水印信息，特別是嵌入和精確檢測(cè)受到諸如縮放或旋轉(zhuǎn)攻擊后衰減的水印信息。
本發(fā)明的一方面提供了一種將水印信息迭嵌入輸入圖像信息的數(shù)字水印嵌入設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)縮放單元，其被構(gòu)成為用于縮放輸入圖像信號(hào)中的至少一個(gè)特定頻率分量，生成縮放后的圖像信號(hào)；一個(gè)調(diào)節(jié)單元，其被構(gòu)成為用于按照水印信息，調(diào)節(jié)縮放后圖像信號(hào)的相位與幅值中的至少一個(gè)量，以生成調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)；以及一個(gè)合成器，其被構(gòu)成為用于將輸入圖像信號(hào)與調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)進(jìn)行合成，生成嵌入水印信息的輸出圖像信號(hào)。
附圖簡(jiǎn)述圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入設(shè)備的框圖；圖2為第一實(shí)施例中數(shù)字水印嵌入步驟的流程圖；圖3描述了第一實(shí)施例中相位及幅值控制器進(jìn)行的相移；圖4為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；
圖5為第二實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖6描述了相關(guān)值的峰值搜索以及第二實(shí)施例的水印信息檢測(cè)舉例；圖7為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖8為第三實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖9為本發(fā)明第四實(shí)施例的水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖10為第四實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖11描述了第四實(shí)施例中的相位限定相關(guān)法(phase onlycorrelation)；圖12為根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖13為第五實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖15為第六實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖16描述了第六實(shí)施例中輸入圖像的累加；圖17為根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖18為第七實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖19描述了第七實(shí)施例中第二累加器得到的累加方式的第一個(gè)舉例；圖20描述了第七實(shí)施例中第二累加器得到的累加方式的第二個(gè)舉例；圖21描述了第七實(shí)施例中第二累加器得到的累加方式的第三個(gè)舉例；圖22為根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖23為第八實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖24為根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖25為第九實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖26為第九實(shí)施例中輸入圖像的分割過程；圖27為根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖28為第十實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；
圖29為根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入設(shè)備的框圖；圖30為第十一實(shí)施例中數(shù)字水印嵌入步驟的流程圖；圖31為根據(jù)本發(fā)明第十二實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的框圖；圖32為第十二實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖；圖33為根據(jù)第十二實(shí)施例，數(shù)字水印嵌入設(shè)備中估測(cè)單元的第一具體實(shí)例的框圖；圖34描述了圖33中閾值設(shè)置單元所設(shè)置閾值的變化，它隨累加期變化；圖35為根據(jù)第十二實(shí)施例，數(shù)字水印嵌入設(shè)備中估測(cè)單元的第二具體實(shí)例的框圖；圖36描述了輸入圖像的像素忽略(pixel skipping)概念。

發(fā)明內(nèi)容
的詳細(xì)描述參照附圖，給出本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述。
第一實(shí)施例圖1描述了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的數(shù)字式嵌入設(shè)備。圖1中，要嵌入水印信息的輸入圖像信號(hào)(視頻信號(hào))101，例如數(shù)字化運(yùn)動(dòng)圖像或者靜止圖像，輸入到該設(shè)備。輸入圖像信號(hào)101可能既包含亮度信號(hào)又包括色差信號(hào)，或者只包含亮度信號(hào)。輸入圖像信號(hào)101輸入到縮放單元11、特征采集單元12和水印信息合并器14。
舉例來說，縮放單元11為某個(gè)頻域的數(shù)字式濾波器，它以特定的縮放比率，對(duì)輸入圖像信號(hào)101進(jìn)行縮放(放大或縮小處理)。下文將縮放單元11生成的圖像信號(hào)稱作縮放后的圖像信號(hào)?？s放單元11生成的縮放后的圖像信號(hào)輸入到相位與幅值調(diào)節(jié)器13的信號(hào)輸入端。
同時(shí)，水印信息102，即要在輸入圖像信號(hào)101中嵌入的數(shù)字信息，供給相位與幅值調(diào)節(jié)器13的調(diào)節(jié)輸入端。通過對(duì)從放大/縮小單元11收到的縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行按照水印信息102預(yù)定的相位調(diào)節(jié)和幅值調(diào)節(jié)，相位與幅值調(diào)節(jié)器13生成調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)。例如，如果水印信息102為“0”，相位與幅值調(diào)節(jié)器13不進(jìn)行相位調(diào)節(jié)與幅值調(diào)節(jié)；而如果水印信息102為“1”，則以預(yù)先確定的特定控制量進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，并以預(yù)先確定的特定控制量進(jìn)行幅值調(diào)節(jié)。此處，盡管解釋為對(duì)相位和幅值都進(jìn)行調(diào)節(jié)，也有可能僅對(duì)其中任一項(xiàng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
特征采集單元12采集輸入圖像信號(hào)101的諸如圖像活度(activity)等特征，標(biāo)志著被采集特征的信息輸入到相位與幅值調(diào)節(jié)器13，相位與幅值調(diào)節(jié)器13按照被采集特征量控制對(duì)縮放后的圖像信號(hào)的相位調(diào)節(jié)和幅值調(diào)節(jié)量。具體來說，如果特征量為活動(dòng)狀態(tài)，則相位與幅值調(diào)節(jié)器13進(jìn)行相位調(diào)節(jié)和幅值調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)參數(shù)隨活度的增加而增大。進(jìn)一步地，特征采集單元12是可選的，因此可以省略。
作為嵌入信號(hào)，將相位與幅值調(diào)節(jié)器13生成的調(diào)解后的圖像信號(hào)供給水印信息合并器14，與輸入圖像信號(hào)101合并。相位與幅值調(diào)節(jié)器13由例如數(shù)字加法器實(shí)現(xiàn)。
縮放單元11以這種方式生成的縮放后的圖像信號(hào)，被相位與幅值調(diào)節(jié)器13進(jìn)行水印嵌入設(shè)備所特有的相位調(diào)節(jié)和幅值調(diào)節(jié)。此時(shí)，相位調(diào)節(jié)量與幅值調(diào)節(jié)量中至少有一個(gè)量由水印信息102決定，從而，藉由水印信息合并器14，將水印信息102有效地嵌入到輸入圖像信號(hào)101之中。另外，被嵌入的信號(hào)也能按照縮放后圖像信號(hào)的活度由相位與幅值調(diào)節(jié)器13進(jìn)行調(diào)節(jié)。
縮放單元11與相位與幅值控制器13可以分別為多個(gè)信道生成縮放后的圖像信號(hào)與調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)。在這種情況下，多個(gè)信道的嵌入信號(hào)由水印信息合并器14與輸入的圖像信號(hào)101進(jìn)行合并?；蛘?，通過向數(shù)字水印嵌入設(shè)備提供水印檢測(cè)功能，按照檢測(cè)到的水印信息的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)嵌入信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法也是一種可以考慮的。進(jìn)一步地，通過向數(shù)字水印嵌入設(shè)備提供在數(shù)字水印嵌入之后對(duì)圖像品質(zhì)降級(jí)程度進(jìn)行檢測(cè)的功能，按照檢測(cè)到的圖像品質(zhì)降級(jí)程度對(duì)嵌入信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)也是可以考慮的。
如此獲得的嵌有水印信息102的圖像信號(hào)103(下文稱作嵌入后的圖像信號(hào))，由諸如DVD系統(tǒng)等類似的數(shù)字式圖像記錄/重放設(shè)備記錄在記錄媒質(zhì)之上，或通過類似互聯(lián)網(wǎng)、廣播衛(wèi)星、通信衛(wèi)星的傳輸媒體進(jìn)行傳播。
下面，將借助圖2中的流程圖，闡釋根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入步驟。
首先，需要被嵌入水印信息102的輸入圖像信號(hào)101經(jīng)縮放單元11與特征提取單元12進(jìn)行縮放處理和特征采集(步驟S111與S112)。在步驟S111中，輸入圖像信號(hào)101經(jīng)某個(gè)特定縮放比率下的縮放處理，例如放大倍率為0.5的縮小處理。在步驟S112中，采集輸入圖像信號(hào)101的特征，例如圖像的活度。
步驟S111生成的縮放后的圖像信號(hào)，經(jīng)過特定相位調(diào)節(jié)量的相位調(diào)節(jié)與特定幅值調(diào)節(jié)量的幅值調(diào)節(jié)中的至少一種調(diào)節(jié)，且該相位調(diào)節(jié)量與幅值調(diào)節(jié)量由相位與幅值調(diào)節(jié)器13預(yù)先確定(步驟S113)。具體來說，相位調(diào)節(jié)由單個(gè)或多個(gè)數(shù)字式移相器完成，且相位調(diào)節(jié)量為移相器的相移量。圖3描述了相移的一種表象，在本實(shí)例中，如同圖3(b)所示的那樣，僅通過保持圖3(a)中所示的縮放后的圖像信號(hào)的波形而實(shí)現(xiàn)。具體來說，幅值調(diào)節(jié)由單個(gè)或多個(gè)閉鎖電路或數(shù)字式乘法器完成。在這種情況下，幅值調(diào)節(jié)量即為一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)，輸入的縮放后的圖像信號(hào)與該調(diào)節(jié)參數(shù)相乘。
在步驟S113中，縮放后的圖像信號(hào)的相位調(diào)節(jié)量和幅值調(diào)節(jié)量按照步驟S111中輸入的特征量控制。具體來說，如果該特征量為活度，則控制參數(shù)隨著活度的增大而增大。進(jìn)一步說，相位調(diào)節(jié)量和幅值調(diào)節(jié)量按照水印信息102進(jìn)行控制，該水印信息102即為將要嵌入到輸入圖像信號(hào)101中的數(shù)字信息。
在步驟S114中，經(jīng)過了相位調(diào)節(jié)和幅值調(diào)節(jié)的圖像信號(hào)，由水印信息合并器14，與輸入圖像信號(hào)101合并成為嵌入后的信號(hào)。在這種方式下，水印信息102嵌入到輸入圖像信號(hào)101，由此生成嵌入后的圖像信號(hào)103(步驟S114)。所生成的嵌入后的圖像信號(hào)103被記錄或傳播。
接下來，關(guān)于由第一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入設(shè)備嵌入的水印信息102，進(jìn)一步解釋用于從嵌入后的圖像信號(hào)103中檢測(cè)水印信息102的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的幾個(gè)實(shí)施例，該嵌入后的圖像信號(hào)103，通過例如數(shù)字式圖像記錄/重放設(shè)備，例如DVD系統(tǒng)，記錄在記錄媒質(zhì)之上，或通過傳播媒介如互聯(lián)網(wǎng)、廣播衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等進(jìn)行傳播。
第二實(shí)施例圖4描述了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備。將圖1中所示由數(shù)字水印嵌入設(shè)備生成的嵌入后的圖像信號(hào)103，藉由記錄媒質(zhì)或傳播媒質(zhì)，提供給圖4中的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，作為輸入圖像信號(hào)201。輸入圖像信號(hào)201首先經(jīng)縮放單元21進(jìn)行縮放(縮小/放大處理)，縮放單元21采用與圖1中數(shù)字水印嵌入設(shè)備的縮放單元11相同的縮放比率進(jìn)行放大或縮小處理，生成縮放后的圖像信號(hào)。
該輸入圖像信號(hào)201和縮放單元21生成的縮放后的圖像信號(hào)輸入到相關(guān)器22，通過諸如互相關(guān)和相位限定(phase only correlation，POC)相關(guān)等的相關(guān)計(jì)算，生成相關(guān)計(jì)算信號(hào)。此處，如果縮放計(jì)算和相關(guān)計(jì)算都是線性處理過程，則可以改變縮放單元21和相關(guān)器22的排列順序，從而將縮放單元21安排在相關(guān)器22之后。相關(guān)計(jì)算信號(hào)輸入到估測(cè)單元23，估測(cè)單元23對(duì)輸入圖像信號(hào)201中嵌入的水印信息進(jìn)行估測(cè)，輸出水印信息檢測(cè)信號(hào)202。估測(cè)單元23的處理在下文詳細(xì)闡釋。
下面，將用圖5所示流程圖對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)步驟進(jìn)行解釋。
輸入圖像信號(hào)201，即經(jīng)由記錄媒質(zhì)或傳播媒質(zhì)輸入的嵌入后的圖像信號(hào)，首先經(jīng)過縮放單元21進(jìn)行放大或縮小處理，生成縮放后的圖像信號(hào)(步驟S221)。
接著，由相關(guān)器22對(duì)縮放的圖像信號(hào)施加諸如互相關(guān)、自相關(guān)或相位限定相關(guān)等的相關(guān)運(yùn)算，生成相關(guān)計(jì)算信號(hào)(步驟S222)。下文將對(duì)相位限定相關(guān)做詳細(xì)解釋。
接著，通過用估測(cè)單元23從相關(guān)計(jì)算信號(hào)中對(duì)水印信息進(jìn)行估測(cè)，得到水印信息檢測(cè)信號(hào)202(步驟S223)。如果縮放處理和相關(guān)計(jì)算處理都是線性處理過程，則可以改變縮放步驟S221與相關(guān)計(jì)算步驟S222的排列順序。
下面，參照?qǐng)D6，將闡釋步驟S223中估測(cè)單元23進(jìn)行水印信息估測(cè)的方法。數(shù)字信號(hào)“1”或“0”作為水印信息嵌入進(jìn)輸入圖像信號(hào)201。
首先，得到未經(jīng)移相的原始相關(guān)計(jì)算信號(hào)與經(jīng)過圖3所示移相后的相關(guān)計(jì)算信號(hào)之間的相關(guān)值(互相關(guān)值)。圖6描述了相關(guān)值與相移量之間的關(guān)系。觀察圖6所示相關(guān)值的變化情況，峰值出現(xiàn)在相移量的某個(gè)特定位置，并由此說明波峰的極性(polar character)即為水印信息。換句話說，如果輸入圖像信號(hào)201受到縮放攻擊，則縮放后的圖像信號(hào)所具有的相移量的值不同于由數(shù)字水印嵌入設(shè)備提供給該縮放后的圖像信號(hào)的相移量。進(jìn)一步說，由于縮放攻擊，在某些情況下，波峰起點(diǎn)被移動(dòng)，并導(dǎo)致了整個(gè)波峰位置的平移。因此，在本實(shí)施例中，水印信息通過搜索移相前的相關(guān)計(jì)算信號(hào)與相關(guān)器22輸出的經(jīng)過移相的相關(guān)計(jì)算信號(hào)之間相關(guān)值的波峰而估出，由此輸出水印信息檢測(cè)信號(hào)202。
更具體的說，通過用估測(cè)單元23連續(xù)或逐步地調(diào)節(jié)相移的起點(diǎn)和相移量，并搜索由此生成的相關(guān)值的峰值，根據(jù)搜索到的波峰的極性特征估測(cè)出水印信息。該相關(guān)值的波峰取值或正或負(fù)，這由輸入圖像信號(hào)201中所嵌入的水印信息所決定。在圖6的情況下，例如，若波峰取值為正，確定水印信息為“1”，而若波峰取值為負(fù)，則確定水印信息為“0”。進(jìn)一步說，例如，通過諸如快速傅立葉變換(FFT)的正交變換對(duì)相關(guān)值波峰的峰距(pitch of the peak)進(jìn)行計(jì)算，通過算得的峰距計(jì)算需要的相移量的方法也是可以考慮的。因此，水印信息201可由估測(cè)單元23從受到縮放攻擊的圖像中檢測(cè)得出。
同時(shí)，還可在相關(guān)器22與估測(cè)單元23之間加入累加器，對(duì)縮放后的圖像信號(hào)在特定一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行累加得到累加信號(hào)，由之估測(cè)得出水印信息。
在這種方式下，根據(jù)本實(shí)施例，對(duì)通過相應(yīng)地控制數(shù)字水印嵌入設(shè)備和數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備而分離的輸入圖像和被嵌入信號(hào)(水印信息)進(jìn)行累加，計(jì)算得出輸入圖像信號(hào)201的魯棒(robust)相關(guān)值。這樣，對(duì)輸入圖像信號(hào)201進(jìn)行的數(shù)字水印檢測(cè)兼具魯棒性與高檢測(cè)率。
第三實(shí)施例在根據(jù)圖7所示本發(fā)明第三實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備中，通過記錄媒質(zhì)或傳輸媒質(zhì)，將由圖1中數(shù)字水印嵌入設(shè)備生成的嵌入后的圖像信號(hào)103作為輸入圖像信號(hào)201輸入。輸入的數(shù)字信號(hào)201輸入到自相關(guān)單元24，由之進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，生成自相關(guān)計(jì)算信號(hào)。該自相關(guān)計(jì)算信號(hào)經(jīng)縮放單元21進(jìn)行放大或縮小處理。
以與圖1中數(shù)字水印嵌入設(shè)備中縮放單元11相同的縮放比率，縮放單元21進(jìn)行放大或縮小處理，生成縮放后的圖像信號(hào)。若縮放處理與自相關(guān)計(jì)算均為線性過程，可以改變縮放單元21與自相關(guān)單元24的排列順序，因此，將縮放單元21排在自相關(guān)單元24之后?？s放后的圖像信號(hào)輸入到估測(cè)單元23，水印信息201由對(duì)被嵌入的水印信息進(jìn)行估測(cè)而檢測(cè)到。由于與第二實(shí)施例相同，省略對(duì)估測(cè)單元23處理過程的解釋。
下面，將參照?qǐng)D8中的流程圖，闡釋根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)步驟。
首先，該輸入圖像信號(hào)201，即通過記錄媒質(zhì)或傳播媒質(zhì)輸入的嵌入后的圖像信號(hào)由自相關(guān)單元24進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，由此生成自相關(guān)計(jì)算信號(hào)(步驟S224)。其次，自相關(guān)計(jì)算信號(hào)由縮放單元21進(jìn)行放大或縮小處理，由此生成縮放后的圖像信號(hào)(步驟S221)。最后，估測(cè)單元23從縮放后的圖像信號(hào)中估測(cè)出水印信息(步驟S223)。如果自相關(guān)計(jì)算與縮放處理均為線性過程，可以改變自相關(guān)計(jì)算步驟S224與縮放處理步驟S221的順序。顯然，本實(shí)施例得到與第二實(shí)施例一致的結(jié)果。
通過在縮放單元21與估測(cè)單元23之間插入累加器，可以根據(jù)從特定的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行累加得到的累加后的信號(hào)來估測(cè)水印信息。
第四實(shí)施例在根據(jù)圖9所示本發(fā)明第四實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備中，通過記錄媒質(zhì)或傳輸媒質(zhì)，將由圖1中數(shù)字水印嵌入設(shè)備生成的嵌入后的圖像信號(hào)103，作為輸入圖像信號(hào)201輸入。數(shù)字信號(hào)“1”或“0”作為水印信息嵌入到輸入圖像信號(hào)201中。首先通過縮放單元21對(duì)輸入圖像信號(hào)201進(jìn)行縮放，即放大或縮小處理。以與圖1中數(shù)字水印嵌入設(shè)備中縮放單元11相同的縮放比率，縮放單元21進(jìn)行放大或縮小處理，生成縮放后的圖像信號(hào)。
將輸入圖像信號(hào)201和縮放單元21生成的縮放后的圖像信號(hào)輸入到第一正交變換單元25，經(jīng)過諸如FFT的第一正交變換，產(chǎn)生縮放后的圖像信號(hào)和輸入圖像信號(hào)201的正交變換圖像信號(hào)。將縮放后的圖像信號(hào)和輸入圖像信號(hào)201的正交變換圖像信號(hào)輸入到復(fù)數(shù)加法單元26進(jìn)行復(fù)數(shù)相加。復(fù)數(shù)相加得到的結(jié)果信號(hào)由第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換。
此外，可在復(fù)數(shù)加法單元26的輸出級(jí)提供幅值壓縮器，以對(duì)復(fù)數(shù)相加得到的信號(hào)進(jìn)行幅值壓縮處理，再由第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換。一種將幅值固定為1并采用幅值的指數(shù)對(duì)數(shù)值的幅值壓縮方法是可以想到的。
第二正交變換得到的信號(hào)提供給估測(cè)單元23。與第二實(shí)施例類似，估測(cè)單元23得到未經(jīng)移相的原始信號(hào)與經(jīng)過第二正交變換過程并且該經(jīng)過第二正交變換后的信號(hào)經(jīng)過圖3所示移相過程后得到的信號(hào)之間的相關(guān)值(互相關(guān)值)，并由該相關(guān)值估測(cè)出水印信息，輸出水印信息檢測(cè)信號(hào)202。換句話說，當(dāng)觀察該相關(guān)值的轉(zhuǎn)變，波峰出現(xiàn)在相移量的某個(gè)特定位置。波峰的極性指示著水印信息。進(jìn)一步說，通過例如FFT來計(jì)算相關(guān)值波峰的峰距，從而由算得的峰距計(jì)算出需要的相移量的方法是可以考慮的。以這種方法，通過估測(cè)單元23對(duì)水印信息的估測(cè)，即使對(duì)遭受諸如縮放攻擊的圖像，也能獲取其水印信息檢測(cè)信號(hào)202。
下面，借助圖10流程圖，闡釋根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)步驟。
首先，所述輸入圖像信號(hào)201，即由記錄媒質(zhì)或傳播媒質(zhì)輸入的已嵌入水印信息的圖像信號(hào)，經(jīng)放大/縮小單元21進(jìn)行放大或縮小處理，生成縮放后的圖像信號(hào)(步驟S221)。接著，該輸入圖像信號(hào)201和縮放后的圖像信號(hào)由第一正交變換單元25進(jìn)行諸如FFT的第一正交變換(步驟S225)。接著，經(jīng)過第一正交變換后的輸入圖像信號(hào)與縮放后的圖像信號(hào)，即正交變換后的兩個(gè)圖像信號(hào)，由復(fù)數(shù)加法單元26進(jìn)行復(fù)數(shù)相加(步驟S226)。
接著，由第二正交變換單元27對(duì)復(fù)數(shù)相加后得到的信號(hào)進(jìn)行第二正交變換(步驟S227)。第二正交變換與第一正交變換相同或?yàn)槠淠孀儞Q，在這種情況下，例如，若第一正交變換為FFT，則第二正交變換為FFT或逆FFT。
接著，估測(cè)單元23由第二正交變換得到的信號(hào)對(duì)水印信息進(jìn)行估測(cè)(相位限定相關(guān)法)，并生成水印信息檢測(cè)信號(hào)202(步驟S223)。在估測(cè)步驟S223中，通過對(duì)相位限定相關(guān)值進(jìn)行相移同時(shí)搜索波峰來估測(cè)水印信息。當(dāng)觀察相位限定相關(guān)值的轉(zhuǎn)變時(shí)，波峰出現(xiàn)在相移量的某個(gè)特定位置，這一波峰的極性表示水印信息。
相位限定相關(guān)法第一正交變換單元25、復(fù)數(shù)加法單元26、第二正交變換單元27(步驟S225、S226、S227)進(jìn)行的相關(guān)值計(jì)算步驟成為相位限定相關(guān)法。參照?qǐng)D11的闡釋，相位限定相關(guān)法是一個(gè)計(jì)算原始圖像(已配準(zhǔn)圖像)信號(hào)203與要被比較的輸入圖像信號(hào)201之間相關(guān)值(相似性)的步驟。首先，通過傅立葉變換數(shù)學(xué)處理，將已變換為數(shù)字信號(hào)的已配準(zhǔn)圖像信號(hào)203分為幅值信息203A(對(duì)比度數(shù)據(jù))與相位信息203B(圖像輪廓數(shù)據(jù))。同樣地，通過傅立葉變換數(shù)學(xué)處理，將已變換為數(shù)字信號(hào)的輸入圖像信號(hào)201分為幅值信息201A(對(duì)比度數(shù)據(jù))與相位信息201B(圖像輪廓數(shù)據(jù))。
其次，將被分割的已配準(zhǔn)圖像信號(hào)203的相位信息203B進(jìn)行幅值壓縮。這是將被分離的已配準(zhǔn)圖像信號(hào)203的相位信息203B與輸入圖像信號(hào)201的相位信息201B進(jìn)行對(duì)比。換句話說，僅用相位信息進(jìn)行圖像相關(guān)處理，而不用已配準(zhǔn)圖像信號(hào)203及輸入圖像信號(hào)201中的不包含形狀信息的幅值信息。對(duì)于幅值壓縮步驟，例如，幅值固定為1。類似地，對(duì)被分離的輸入圖像信號(hào)201的相位信息201B進(jìn)行幅值壓縮。
最后，已配準(zhǔn)的圖像信號(hào)203和輸入圖像信號(hào)201中的相位信息203B和201B經(jīng)復(fù)數(shù)相加，產(chǎn)生復(fù)數(shù)相加圖像信號(hào)204，復(fù)數(shù)相加圖像信號(hào)204經(jīng)逆傅立葉變換得到圖像相關(guān)信號(hào)205。這樣一種相位限定相關(guān)與已有的采用幅值信息的二維相關(guān)法和特征采集方法完全不同，具有不易受干擾的魯棒性與不會(huì)出現(xiàn)大的錯(cuò)誤的特點(diǎn)。
正交變換的計(jì)算量下面，以用FFT作為第一正交變換為例，闡釋第一正交變換的計(jì)算量。假設(shè)輸入圖像信號(hào)201中的一幅圖像為N行×M列，F(xiàn)FT的計(jì)算量(在這種情況下，二維FFT)用下式表達(dá)12×N×(LogM+LogN)---(1)]]>這里，為了在本實(shí)施例中應(yīng)用三次正交變換(對(duì)兩個(gè)圖像的兩次第一正交變換以及該第二正交變換)，需要下面的計(jì)算量，32×N×M×(LogM+LogN)---(2)]]>因此，在本實(shí)施例中，通過由輸入圖像信號(hào)201，即嵌入后的圖像信號(hào)生成縮放后的圖像信號(hào)，并由第一正交變換單元25、復(fù)數(shù)加法單元26及第二正交變換單元27獲取輸入圖像信號(hào)與縮放后的圖像信號(hào)之間的(僅限于相位的)相關(guān)值，來估測(cè)出水印信息。在這種情況下，由于相關(guān)值的波峰可以在變換相位同時(shí)進(jìn)行相關(guān)值計(jì)算而搜索得出，可以很容易地從經(jīng)過諸如縮放攻擊的嵌入后的圖像信號(hào)檢測(cè)出水印信息。
第五實(shí)施例圖12所示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，調(diào)換了圖9所示本發(fā)明第三實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備中縮放單元21與第一正交變換單元25的位置。輸入圖像信號(hào)201由第一正交變換單元25進(jìn)行第一正交變換，然后由縮放單元21進(jìn)行放大或縮小處理。在復(fù)數(shù)加法單元26中，以與第三實(shí)施例類似的方法，對(duì)縮放后的圖像信號(hào)的正交變換后的圖像信號(hào)以及輸入圖像信號(hào)201的正交變換后的圖像信號(hào)進(jìn)行復(fù)數(shù)相加。如同第四實(shí)施例一樣，可以在復(fù)數(shù)加法單元26的輸出級(jí)提供幅值壓縮器，對(duì)復(fù)數(shù)相加后的結(jié)果信號(hào)進(jìn)行幅值壓縮處理，再將幅值壓縮處理得到的信號(hào)可以經(jīng)第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換。
圖13為示出本實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖。由于只調(diào)換了圖10中第一正交變換步驟S225與縮放步驟S221的位置，故省去其詳細(xì)解釋。
根據(jù)本實(shí)施例，在作為嵌入后的圖像信號(hào)的輸入圖像信號(hào)201經(jīng)過正交變換后，生成縮放后的圖像信號(hào)。該被嵌入的圖像信號(hào)的縮放后的圖像信號(hào)和正交變換后的圖像信號(hào)被施加相位限定相關(guān)法，由相位限定相關(guān)值估測(cè)和檢測(cè)出水印信息。由于縮放處理和正交變換處理均為線性過程，處理結(jié)果不因這樣的順序調(diào)換而改變。借助減小計(jì)算量的處理順序可以達(dá)到減小計(jì)算量的目的。
第六實(shí)施例根據(jù)圖14中所示本發(fā)明第六實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，首先，輸入圖像信號(hào)201由第一累加器28在預(yù)先確定的一段累加時(shí)間內(nèi)進(jìn)行累加，由此生成第一累加后的信號(hào)。生成一個(gè)第一累加后的信號(hào)之后，第一累加器28復(fù)位，重新進(jìn)行下一次累加。
第一累加器28生成的第一累加后的信號(hào)由縮放單元21進(jìn)行縮放，生成縮放后的圖像信號(hào)?？s放單元21為數(shù)字濾波器，它執(zhí)行與圖1所示數(shù)字水印嵌入設(shè)備中縮放單元11相同縮放(以與嵌入時(shí)相同的縮放比率)。第一累加信號(hào)和縮放單元21生成的縮放后的圖像信號(hào)經(jīng)由第一正交變換單元25進(jìn)行的諸如FFT的第一正交變換，并由復(fù)數(shù)加法單元26進(jìn)行復(fù)數(shù)相加。換句話說，對(duì)輸入圖像信號(hào)201的正交變換圖像信號(hào)與縮放后的圖像信號(hào)的正交變換圖像信號(hào)進(jìn)行復(fù)數(shù)相加。
復(fù)數(shù)相加之后，該信號(hào)由第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換。第二正交變換或與第一正交變換相同，或?yàn)榈谝徽蛔儞Q的逆變換。例如，若第一正交變換為FFT，第二正交變換為FFT或逆FFT。進(jìn)一步說，與第四實(shí)施例相同，可在復(fù)數(shù)加法單元26的輸出級(jí)提供幅值壓縮器，對(duì)復(fù)數(shù)相加后的結(jié)果信號(hào)進(jìn)行幅值壓縮。于是，將幅值壓縮處理得到的信號(hào)由第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換。估測(cè)單元23從第二正交變換得到的數(shù)據(jù)估測(cè)出水印信息，由此生成水印信息檢測(cè)信號(hào)202。
下面，借助圖15中的流程圖，闡釋根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)步驟。
首先，輸入圖像信號(hào)201，即嵌入后的圖像信號(hào)，由第一累加器28進(jìn)行累加(步驟S228)。在步驟S228中，在一小段時(shí)間例如幾條圖線、一個(gè)圖場(chǎng)(field)、幾個(gè)圖場(chǎng)、一個(gè)或幾個(gè)幀內(nèi)對(duì)輸入圖像信號(hào)201進(jìn)行累加，輸出第一累加信號(hào)，故圖像特征不會(huì)發(fā)生大的改變。
第一累加步驟S228中得到的第一累加后的信號(hào)由縮放單元21進(jìn)行縮放處理(步驟S221)。
第一累加后的信號(hào)和縮放后所得到的縮放后的圖像信號(hào)由第一正交變換單元25進(jìn)行諸如FFT的第一正交變換(步驟S225)。
正交變換處理后的信號(hào)由復(fù)數(shù)加法單元26進(jìn)行復(fù)數(shù)相加(步驟S226)。此處，放大/縮小后的信號(hào)的正交變換后的圖像信號(hào)和輸入圖像信號(hào)201的正交變換后的圖像信號(hào)進(jìn)行復(fù)數(shù)相加縮放。
復(fù)數(shù)相加后的信號(hào)由第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換(步驟S227)。第二正交變換或與第一正交變換相同，或?yàn)榈谝徽蛔儞Q的逆變換。例如，若第一正交變換進(jìn)行FFT變換，則第二正交變換執(zhí)行FFT或逆FFT。
估測(cè)單元23在對(duì)第二正交變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行移相的同時(shí)搜索相關(guān)值的峰值，以估測(cè)和檢測(cè)水印信息(步驟S223)。如果觀察相關(guān)值的變化，波峰出現(xiàn)在相移量的某個(gè)特定位置。波峰的極性表示水印信息。
在這種方式下，根據(jù)本實(shí)施例，將輸入圖像信號(hào)201進(jìn)行累加后進(jìn)行相位限定相關(guān)計(jì)算。結(jié)果，得到了對(duì)于輸入圖像信號(hào)201具有魯棒性的相關(guān)值結(jié)果，也使兼具高速率以及對(duì)輸入圖像信號(hào)201的魯棒性的數(shù)字水印檢測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。
第一累加器28此處參照?qǐng)D16，描述第一累加器28對(duì)輸入圖像信號(hào)201進(jìn)行累加的方法示例。如圖16所示，假設(shè)輸入圖像信號(hào)201既包含嵌入水印信息的嵌入水印的圖像211的信號(hào)分量，又包括未嵌入水印信息的無水印嵌入的圖像212的信號(hào)分量。在這種情況下，第一累加器28在對(duì)輸入圖像信號(hào)201進(jìn)行累加時(shí)，計(jì)算嵌入水印圖像信號(hào)分量211與無水印嵌入的圖像信號(hào)分量212的差值，得到僅包含被嵌入分量的被嵌入圖像信號(hào)213。若將被嵌入圖像信號(hào)213用作本實(shí)施例的輸入信號(hào)，則可計(jì)算得出對(duì)于輸入圖像信號(hào)213具有魯棒性的相關(guān)值結(jié)果，使得兼具高的檢測(cè)速率以及對(duì)輸入圖像信號(hào)201的魯棒性的水印檢測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。
下面將結(jié)合圖19與圖20，說明累加器28的累加方式。在以諸如圖19所描述的那樣將所有圖場(chǎng)(或幀)相加作為第一累加器28的累加方式的情況下，可以想到一種以圖20和圖21所描述的那樣對(duì)每個(gè)圖場(chǎng)(或幀)交錯(cuò)進(jìn)行加減從而周期性地進(jìn)行加法和減法的方法。這些累加方式的確定與數(shù)字水印信息嵌入方采用的水印信息嵌入方式有關(guān)，故而增加了水印信息與輸入圖像信號(hào)的相關(guān)性。
作為第六實(shí)施例的變體，第一累加器28可以加在圖4中縮放單元11的前級(jí)、圖7中自相關(guān)單元24或縮放單元11的前級(jí)、或圖9中縮放單元11的前級(jí)。
第七實(shí)施例根據(jù)圖17描述的本發(fā)明第七實(shí)施例中涉及的數(shù)字水印設(shè)備，輸入圖像信號(hào)201首先由縮放單元21進(jìn)行縮放，即放大或縮小處理?？s放單元21以與圖1中數(shù)字水印嵌入設(shè)備的縮放單元11所用相同的縮放比率進(jìn)行放大或縮小操作，生成縮放后的圖像信號(hào)。
輸入圖像信號(hào)201和縮放單元21所生成的縮放后的圖像信號(hào)輸入到第一正交變換單元25進(jìn)行諸如FFT的第一正交變換。結(jié)果產(chǎn)生縮放后的圖像信號(hào)的正交變換圖像信號(hào)與輸入圖像信號(hào)201的正交變換圖像信號(hào)?？s放后的圖像信號(hào)的正交變換圖像信號(hào)與輸入圖像信號(hào)201的正交變換圖像信號(hào)輸入到復(fù)數(shù)加法單元26，由之進(jìn)行復(fù)數(shù)相加。
復(fù)數(shù)相加得到的信號(hào)由第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換。第二正交變換或與第一正交變換相同，或?yàn)榈谝徽蛔儞Q的逆變換。例如，若第一正交變換進(jìn)行FFT，則第二正交變換執(zhí)行FFT或逆FFT。與第四實(shí)施例相同，可在復(fù)數(shù)加法單元26的前置級(jí)提供幅值壓縮器，可以對(duì)復(fù)數(shù)相加得到的結(jié)果信號(hào)進(jìn)行幅值壓縮處理，再由第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換。
第二正交變換得到的信號(hào)提供給第二累加器29的輸入端，由之對(duì)輸入的信號(hào)在某特定的累加期內(nèi)進(jìn)行累加，以產(chǎn)生第二累加信號(hào)。累加期可選擇為例如15秒、30秒或1分鐘。第二累加器29在對(duì)輸入信號(hào)在累加期內(nèi)進(jìn)行累加以輸出第二累加信號(hào)時(shí)復(fù)位。
第二累加信號(hào)供給水印信息估測(cè)單元23的輸入端。估測(cè)單元23獲取未經(jīng)移相的原始第二累加信號(hào)與經(jīng)過連續(xù)移相的第二累加信號(hào)之間的相關(guān)值，并搜索相關(guān)值波峰，從而估測(cè)水印信息并檢測(cè)之。如果觀察相關(guān)值的變化，波峰出現(xiàn)在相移量的某一特定位置。此波峰的極性表示水印信息。進(jìn)一步地，可以考慮一種借助FFT計(jì)算，通過計(jì)算相關(guān)值波峰的峰距得到需要的相移量的辦法。在這種情況下，即使輸入圖像信號(hào)201已受到諸如縮放等的攻擊，估測(cè)單元23仍可檢測(cè)水印信息，得到水印信息檢測(cè)信號(hào)202。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，可以認(rèn)為對(duì)相關(guān)值信號(hào)的累加使得相關(guān)值計(jì)算結(jié)果對(duì)于輸入影像信號(hào)201具有魯棒性，且通過擴(kuò)展累加期，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印檢測(cè)的高速率以及對(duì)于輸入圖像信號(hào)201的魯棒性。
第二累加器29在以諸如圖19所描述的那樣將所有圖場(chǎng)(或幀)相加作為第二累加器29的累加方式的情況下，可以想到一種以圖20和圖21所描述的那樣對(duì)每個(gè)圖場(chǎng)(或每幀)交錯(cuò)進(jìn)行加減，從而周期性地進(jìn)行加法和減法的方法。這些累加方式的確定與水印信息嵌入方采用的水印信息嵌入方式有關(guān)，故而增加了水印信息與輸入圖像信號(hào)的相關(guān)性。
以下參考圖18描述的流程圖，闡釋根據(jù)本實(shí)施例防止無授權(quán)復(fù)制的步驟。
首先，輸入信號(hào)201，即通過記錄媒質(zhì)或傳播媒質(zhì)輸入的嵌入了水印信息的圖像信號(hào)，由縮放單元21進(jìn)行放大或縮小處理，生成縮放后的圖像信號(hào)(步驟S221)。輸入圖像信號(hào)201和縮放后的圖像信號(hào)由第一正交變換單元25進(jìn)行諸如FFT的第一正交變換(步驟S225)。第一正交變換后獲得的輸入圖像信號(hào)和縮放后的圖像信號(hào)，即兩個(gè)正交變換信號(hào)，由復(fù)數(shù)加法單元26進(jìn)行復(fù)數(shù)相加(步驟S226)。
復(fù)數(shù)相加后得到的信號(hào)經(jīng)第二正交變換單元27進(jìn)行第二正交變換(步驟S227)。第二正交變換或與第一正交變換相同，或?yàn)榈谝徽蛔儞Q的逆變換。例如，若第一正交變換進(jìn)行FFT，則第二正交變換執(zhí)行FFT或逆FFT。
在與圖15中第一累加步驟S228相同的累加期內(nèi)，第二累加器29將輸入圖像信號(hào)201累加到由第二正交變換得到的信號(hào)，生成第二累加信號(hào)(步驟S229)。在累加期內(nèi)的累加之后，第二累加信號(hào)一旦輸出，第二累加步驟S229復(fù)位。
估測(cè)單元23由第二累加信號(hào)估測(cè)水印信息，輸出水印信息檢測(cè)信號(hào)202(步驟S223)。在估測(cè)步驟S223中，得到未經(jīng)移相的原始第二累加信號(hào)與連續(xù)移相后的第二累加信號(hào)之間的相關(guān)值。通過搜索該相關(guān)值的波峰，估測(cè)并檢測(cè)出水印信息。當(dāng)觀察相關(guān)值的變化時(shí)，波峰出現(xiàn)在相移量的某個(gè)特定位置。波峰的極性說明水印信息。
第二累加信號(hào)提供到估測(cè)單元23的輸入端。通過在移相的同時(shí)搜索相關(guān)值的波峰，估測(cè)單元23估測(cè)并檢測(cè)水印信息。當(dāng)觀察相關(guān)值的變化時(shí)，波峰出現(xiàn)在相移量的某個(gè)特定位置，波峰的極性說明水印信息。
第八實(shí)施例圖22描述了根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，它在圖17所示根據(jù)第七實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的第一正交變換單元27的輸出端與第二累加器29的輸入端之間加入了歸一化(normalization)單元30。圖23為本實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖，它在涉及第七實(shí)施例的流程圖18中的第一正交變換步驟227與第二累加步驟229之間加入了歸一化步驟S230。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，通過對(duì)第一正交變換后得到的信號(hào)進(jìn)行歸一化(normalizing)和累加，計(jì)算得到對(duì)于輸入圖像信號(hào)201具有魯棒性的相關(guān)值結(jié)果，且通過擴(kuò)展累加期，使兼具高速率與對(duì)于輸入圖像信號(hào)201的魯棒性的數(shù)字水印檢測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。
第九實(shí)施例圖24描述了根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備。通過記錄媒質(zhì)或傳播媒質(zhì)，將由圖1中數(shù)字水印嵌入設(shè)備生成的嵌入后的圖像信號(hào)103，作為輸入圖像信號(hào)201輸入到圖24中的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，類似于圖1中的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備。
在本實(shí)施例中，將分割(division)單元加入到根據(jù)圖9所示的第三實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的輸入級(jí)。分割單元31將輸入圖像信號(hào)201分為至少兩個(gè)分割后的圖像信號(hào)。為檢測(cè)水印信息，分割后的圖像信號(hào)再由縮放單元21、第一正交變換單元25、復(fù)數(shù)加法單元26、第二正交變換單元27以及估測(cè)單元23進(jìn)行類似第三實(shí)施例的處理。
圖25位本實(shí)施例中數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖，它在圖10的流程圖所示按照第三實(shí)施例進(jìn)行的數(shù)字水印檢測(cè)步驟中加入了分割步驟S231。
根據(jù)本實(shí)施例，通過分割輸入圖像信號(hào)201來對(duì)水印信息進(jìn)行檢測(cè)，可以減小第一正交變換單元25和第二正交變換單元27執(zhí)行的二維正交變換等的輸入輸出總和，從而使得相位限定相關(guān)的計(jì)算量得到減少。
可以考慮在分割單元31和步驟S231中將輸入圖像信號(hào)201按每組n(n為1或1以上的整數(shù))行進(jìn)行分組或按每組m(m為1或1以上的整數(shù))列進(jìn)行分組。當(dāng)對(duì)輸入圖像信號(hào)按每組n行進(jìn)行分割時(shí)，分割所得到組數(shù)的最大值為圖像的行數(shù)。也可以考慮對(duì)輸入圖像信號(hào)201按照每組n＝1行進(jìn)行分割，并且累積得到數(shù)量為該行數(shù)的對(duì)于圖像信號(hào)的一維處理結(jié)果(一維相位限定相關(guān)結(jié)果)。類似地，當(dāng)對(duì)輸入圖像信號(hào)201按每組m列進(jìn)行分割時(shí)，分割所得到組數(shù)的最大值為圖像的列數(shù)。也可以考慮對(duì)輸入圖像信號(hào)201按照每組m＝1列進(jìn)行分割，累積得到數(shù)量為該列數(shù)的對(duì)于圖像信號(hào)的一維處理結(jié)果(一維相位限定相關(guān)結(jié)果)。
相位限定相關(guān)如同在第四實(shí)施例中已闡述的那樣，相位限定相關(guān)法是由第一正交變換單元25、復(fù)數(shù)加法單元26和第二正交變換單元27進(jìn)行的相關(guān)值計(jì)算方法(步驟S225、S226和S227)。圖26描述了通過分割輸入圖像信號(hào)201而進(jìn)行的相位限定相關(guān)處理步驟的流程圖。下面闡釋將輸入圖像信號(hào)201分割為兩個(gè)信號(hào)的情況。
首先，輸入圖像信號(hào)201分割為兩個(gè)分割后的圖像信號(hào)2011和2012，對(duì)它們進(jìn)行相位限定相關(guān)處理。為了由原始的已配準(zhǔn)圖像2031與需要進(jìn)行對(duì)比的輸入圖像信號(hào)2011計(jì)算出它們之間的相關(guān)值(相似性)，已配準(zhǔn)的數(shù)字圖像信號(hào)2031與2032通過傅立葉變換進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，分解成為幅值信息2031A、2032A(濃度數(shù)據(jù))和相位信息2031B、2032B(圖像輪廓數(shù)據(jù))。類似地，分割后的數(shù)字圖像信號(hào)2011和2012通過傅立葉變換進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，分解成為幅值信息2011A、2012A(濃度數(shù)據(jù))和相位信息2011B、2012B(圖像輪廓數(shù)據(jù))。
對(duì)已配準(zhǔn)的圖像信號(hào)2031和2032的被分解后的相位信息2031B和2032B進(jìn)行幅值壓縮，這是通過將已配準(zhǔn)的圖像信號(hào)2031和2032的相位信息2031B和2032B與分割后的圖像信號(hào)2011和2012的相位信息2011B和2012B進(jìn)行對(duì)比而完成的。換句話說，已配準(zhǔn)的圖像信號(hào)和分割后的圖像信號(hào)之間的相關(guān)值的獲取僅使用相位信息，不使用不包含形狀信息的幅值信息。作為幅值壓縮方法，例如，幅值固定為1。類似地，對(duì)分解得到的分割后的圖像信號(hào)2011和2012中的相位信息2011B和2012B進(jìn)行幅值壓縮。
為了產(chǎn)生復(fù)數(shù)相加圖像信號(hào)2041，對(duì)已配準(zhǔn)的圖像信號(hào)2031的相位信息2031B和分割后的圖像信號(hào)2011的相位信息2011B進(jìn)行復(fù)數(shù)相加，并將復(fù)數(shù)相加圖像信號(hào)2041進(jìn)行傅立葉逆變換由之得到相關(guān)值圖像信號(hào)2051。類似地，為了產(chǎn)生復(fù)數(shù)相加圖像信號(hào)2042，對(duì)已配準(zhǔn)的圖像信號(hào)2032的相位信息2032B和分割后的圖像信號(hào)2012的相位信息2012B進(jìn)行復(fù)數(shù)相加，并將復(fù)數(shù)相加圖像信號(hào)2042進(jìn)行傅立葉逆變換由之得到相關(guān)值圖像信號(hào)2052。這樣一種相位限定相關(guān)法與已有的采用幅值信息的二維相關(guān)法和特征采集方法完全不同，具有不易受干擾的魯棒性與不會(huì)出現(xiàn)大的錯(cuò)誤的特點(diǎn)。
正交變換的計(jì)算量以第一正交變換采用FFT為例，闡釋第一正交變換的計(jì)算量。如果輸入圖像信號(hào)201為N行×M列，且N行分割為每部分包含n行的k的部分，計(jì)算量如下k×32×n×M×(LogM+Logn)---(3)]]>在這種情況下，設(shè)N＝128，M＝512，如果輸入圖像信號(hào)201分為N個(gè)部分，進(jìn)行數(shù)量等于行數(shù)的一維處理(k＝128，n＝1)，計(jì)算量如下k×32×n×M×(LogM+Logn)]]>=128×32×1×512×(9+0)---(4)]]>比較一下，如果不做這樣的分割，即n＝128，k＝1，計(jì)算量如下
k×32×n×M×(LogM+Logn)]]>=1×32×128×512×(9+7)---(5)]]>通過將輸入圖像信號(hào)201以這種方式分割為多個(gè)信號(hào)，可以減少計(jì)算量。計(jì)算量隨著分割得到的組數(shù)的增多而減小。
第十實(shí)施例圖27描述了根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，它在圖14所示根據(jù)第六實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的輸入級(jí)加入了分割單元。像第九實(shí)施例那樣，分割單元31將輸入圖像信號(hào)201分割為至少兩個(gè)分割后的圖像信號(hào)。隨后，分割后的圖像信號(hào)經(jīng)由第一累加器28、縮放單元21、第一正交變換單元25、復(fù)數(shù)加法單元26、第二正交變換單元27以及估測(cè)單元23進(jìn)行類似于第六實(shí)施例的處理，并由此檢測(cè)出水印信息。
圖28為本實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖，它在根據(jù)第六實(shí)施例的圖15中水印檢測(cè)步驟的流程圖中加入了分割步驟S231。
當(dāng)?shù)谝徽蛔儞Q單元25和第二正交變換單元27對(duì)二維圖像信號(hào)進(jìn)行諸如正交變換的二維處理時(shí)，例如，二維FFT，可以考慮用分割單元31以行為單位分割二維圖像，并在對(duì)分割后的圖像進(jìn)行次數(shù)為該行數(shù)的諸如一維FFT的一維處理后，對(duì)分割的圖像進(jìn)行累加(accumulating)。
以這種方式，根據(jù)本實(shí)施例，通過執(zhí)行將輸入圖像信號(hào)201分割為多個(gè)信號(hào)的處理，可像第九實(shí)施例那樣減小相位限定相關(guān)法的計(jì)算量。
第十一實(shí)施例圖29描述了根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入設(shè)備。在本實(shí)施例中，這里只描述與圖1中所描述的第一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入設(shè)備的區(qū)別。將要嵌入水印信息的輸入圖像信號(hào)101輸入到特定頻率分量采集單元15、特征采集單元12和水印信息合并器14，且特定頻率分量采集單元15的輸出信號(hào)輸入到縮放單元11。
特定頻率分量采集單元15包括諸如截止頻率已預(yù)先確定的高通濾波器或通帶中心頻率已預(yù)先確定的帶通濾波器等的某個(gè)頻域的數(shù)字濾波器，從輸入圖像信號(hào)101中采集特定頻率分量，例如較高頻率分量。特定頻率分量采集單元15生成的特定頻率分量信號(hào)輸入到縮放單元11并進(jìn)行縮放。由于隨后的操作與第一實(shí)施例相同，省略其詳細(xì)闡釋。
圖30為根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入步驟的流程圖，它僅在圖2的流程圖中加入了特定頻率分量采集步驟115。詳細(xì)闡釋也相應(yīng)省略。
在本實(shí)施例中，特定頻率分量的采集在縮放之前進(jìn)行。但是，由于這些處理均為線性處理，所以可以改變特定頻率分量采集與縮放處理的流程順序，也就是說，也可以在縮放后進(jìn)行特定頻率分量的采集。
第十二實(shí)施例將要描述的是用于從被嵌入的圖像信號(hào)103中檢測(cè)被嵌入的水印信息102的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備的第十二實(shí)施例，其中水印信息102由第十一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入設(shè)備所嵌入，并且被嵌入的圖像信號(hào)103通過諸如DVD系統(tǒng)的數(shù)字式圖像記錄與回放設(shè)備記錄在記錄媒質(zhì)上，或通過諸如互聯(lián)網(wǎng)、廣播衛(wèi)星或通信衛(wèi)星的傳播媒質(zhì)進(jìn)行傳播。
圖31所示為本發(fā)明第十二實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，它在圖9所示第四實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備中加入了采集單元32。換句話說，由圖31描述的數(shù)字水印嵌入設(shè)備所生成的嵌入后的圖像信息103，通過記錄媒質(zhì)或傳播媒質(zhì)，作為輸入圖像信號(hào)201，供給圖31中的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備。僅有特定頻率的分量通過采集單元32由輸入圖像信號(hào)201中采集。
采集單元32為諸如截止頻率已預(yù)先確定的HPF或通帶中心頻率已預(yù)先確定的BPF的數(shù)字濾波器，它與圖31中數(shù)字水印嵌入設(shè)備的特定頻率分量采集單元15有著相同的頻域，它從輸入圖像信號(hào)201中采集特定頻率分量的信號(hào)，例如相對(duì)高頻分量。采集單元31采集到的特定頻率分量信號(hào)由縮放單元21進(jìn)行縮放。由于縮放單元21后的結(jié)構(gòu)與圖9中的相同，省略對(duì)它們的解釋。
圖32是描述本實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)步驟的流程圖。它僅在描述第四實(shí)施例的數(shù)字水印檢測(cè)步驟的圖10中的流程圖中增加了采集步驟S232。相應(yīng)地，詳細(xì)描述將被省略。
如同第十一和第十二實(shí)施例中解釋的那樣，即使輸入圖像信號(hào)的特定頻率分量在進(jìn)行后續(xù)處理前由縮放單元進(jìn)行了縮放處理，仍得到與第一和第三實(shí)施例相同的結(jié)果。
在本實(shí)施例中，特定頻率分量的采集在縮放之前進(jìn)行，但是，由于這些處理都是線性處理，可以改變特定頻率分量采集和縮放處理之間流程的順序，也就是說，可以在縮放之后進(jìn)行特定頻率分量的采集。
在本實(shí)施例中，描述了用相位限定相關(guān)法嵌入和檢測(cè)水印的方法。不過，按照類似的數(shù)字水印檢測(cè)步驟，通過采集特定頻率分量，其他的相關(guān)方法如互相關(guān)法也可用于嵌入和檢測(cè)數(shù)字水印。
將要闡釋的是用于第二到第十以及第十二實(shí)施例中的水印信息估測(cè)單元23的幾個(gè)實(shí)例。
水印信息估測(cè)單元的具體例子1圖33中描述的慣用的估測(cè)單元23具有閾值設(shè)置單元41、水印檢測(cè)單元42和水印確認(rèn)單元43。在累加期中，閾值設(shè)置單元41從前置的第二累加單元29獲得信息，以圖34所示方式，依照累加期改變水印信息檢測(cè)確認(rèn)的閾值，將之提供給確認(rèn)單元43。水印檢測(cè)單元42從前置的第二累加器29接收累加后的信號(hào)，并從中檢測(cè)水印信息，并向水印確認(rèn)單元43輸出水印信息和水印等級(jí)(level)(累加后信號(hào)峰值振幅的絕對(duì)值)。
水印確認(rèn)單元43依據(jù)閾值設(shè)置單元41提供的閾值來確認(rèn)水印檢測(cè)單元42給出的等級(jí)。具體來說，如果水印等級(jí)大于或等于閾值，水印確認(rèn)單元43確認(rèn)檢測(cè)到水印信息并輸出由水印檢測(cè)單元42輸入的水印信息。同時(shí)，如果水印等級(jí)低于閾值，水印確認(rèn)單元43確認(rèn)水印信息未被嵌入，輸出諸如“無水印”的信息。盡管，基本上閾值可隨累加期的增長(zhǎng)而設(shè)置得更小，反之亦然。根據(jù)依賴于預(yù)確認(rèn)時(shí)間間隔(例如15秒、30秒、1分鐘等)的閾值，對(duì)于每一預(yù)確認(rèn)時(shí)間間隔，或依據(jù)進(jìn)行累加時(shí)每種情況下連續(xù)改變的閾值，水印確認(rèn)單元43能夠確認(rèn)出水印信息的存在或不存在。
如上所述，本實(shí)施例在不增加水印信息檢測(cè)的計(jì)算量或需要的電路規(guī)模的情況下，通過在延長(zhǎng)累加期的同時(shí)減小水印信息檢測(cè)的確認(rèn)閾值而改進(jìn)了檢測(cè)能力，因此，增大了水印信息檢測(cè)的概率。
水印信息估測(cè)單元的具體例子2圖35所示一種通常的估測(cè)單元23有至少兩個(gè)水印檢測(cè)單元51A和51B，它們具有不同的水印檢測(cè)方法，估測(cè)單元23還有水印確認(rèn)單元53。每個(gè)水印檢測(cè)單元51A和51B獨(dú)立進(jìn)行水印信息檢測(cè)。水印確認(rèn)單元42確認(rèn)水印檢測(cè)單元51A和51B的檢測(cè)結(jié)果是否一致。
水印檢測(cè)單元51A接收經(jīng)第二累加器29累加后的信號(hào)，采用第一檢測(cè)方法檢測(cè)水印信息，并將其輸出到水印確認(rèn)單元53。類似地，水印檢測(cè)單元51B采用第二檢測(cè)方法檢測(cè)水印信息，將其輸出到水印確認(rèn)單元53。水印確認(rèn)單元53對(duì)由兩個(gè)水印檢測(cè)單元51A和51B接收到的水印信息進(jìn)行相互比對(duì)，確認(rèn)它們是否一致。如果是一致的，則確認(rèn)檢測(cè)到數(shù)字水印，由此直接輸出水印信息。另一方面，如果不一致，則確認(rèn)數(shù)字水印未被嵌入，由此輸出諸如“無水印”的信息。
例如，若水印檢測(cè)單元51A以第一檢測(cè)方法、水印檢測(cè)單元51B以第二檢測(cè)方法均檢測(cè)到“A”，由于兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果一致，最終“A”被檢測(cè)為水印信息。另一方面，若第一檢測(cè)方法檢測(cè)到“B”而第二檢測(cè)方法檢測(cè)到“C”，則由于兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果的不同而不能估測(cè)出最終水印信息，故確認(rèn)數(shù)字水印未嵌入。在三或更多檢測(cè)方法的情況下也可以應(yīng)用與本實(shí)施例相同的思想。
因此，在本實(shí)施例中，通過幾種檢測(cè)方法下水印信息檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比，可對(duì)水印信息進(jìn)行精確檢測(cè)，由此，降低了誤檢測(cè)的概率。數(shù)字水印檢測(cè)中輸入圖像的像素忽略借助圖36，將闡釋數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備中對(duì)輸入圖像進(jìn)行像素忽略的具體例子。在圖36的例子中，對(duì)輸入圖像信號(hào)201隔列(陰影區(qū)域)進(jìn)行像素忽略，由之，將像素忽略圖像信號(hào)206確認(rèn)為后面處理級(jí)的新的輸入圖像信號(hào)。通過以這種方式對(duì)輸入信號(hào)201進(jìn)行像素忽略，可以認(rèn)為計(jì)算得到的相關(guān)值的精度下降，但對(duì)數(shù)字水印的檢測(cè)仍是足夠的，也有效地減小了計(jì)算量。當(dāng)前例子中給出了隔列進(jìn)行像素忽略的例子，但其他各種進(jìn)行像素忽略的方法都是可以考慮的，例如對(duì)每行、每幾列、每幾行等進(jìn)行像素忽略。
基于本發(fā)明前述每一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入處理和數(shù)字水印檢測(cè)處理也可用計(jì)算機(jī)借助軟件實(shí)現(xiàn)。具體地說，根據(jù)本發(fā)明，可以提供使計(jì)算機(jī)進(jìn)行前述數(shù)字水印嵌入處理或數(shù)字水印檢測(cè)處理的程序。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以不困難地發(fā)現(xiàn)其他的優(yōu)點(diǎn)和變型。故而本發(fā)明在其更廣的方面并不僅限于本文展示與描述的具體細(xì)節(jié)和典型實(shí)施例。因此，在不脫離所附權(quán)利要求及其等價(jià)物所闡述的總發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以制造出多種變體。
權(quán)利要求
1.一種在輸入圖像信號(hào)中嵌入水印信息的數(shù)字水印嵌入設(shè)備，該設(shè)備包括縮放單元，配置為用于縮放輸入圖像信號(hào)中的至少一個(gè)特定頻率分量，以生成縮放后的圖像信號(hào)；調(diào)節(jié)單元，配置為用于根據(jù)水印信息調(diào)節(jié)所述縮放后的圖像信號(hào)的相位和幅值中的至少一個(gè)，以生成調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)；以及合成器，用于合并所述輸入圖像信號(hào)與所述調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)，以生成嵌入了所述水印信息的輸出圖像信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字水印嵌入設(shè)備，該設(shè)備還包括用于采集該輸入圖像信號(hào)的特征量的采集器，且其中的所述調(diào)節(jié)單元配置為用根據(jù)所述特征量的調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)所述相位和幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.一種用于檢測(cè)輸入圖像信號(hào)中的水印信息的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備包括縮放單元，配置為用于對(duì)嵌入了水印信息的輸入圖像信號(hào)和將所述輸入圖像信號(hào)累加一段時(shí)間后得到的第一累加信號(hào)中的一種信號(hào)進(jìn)行縮放，從而生成縮放后的圖像信號(hào)；相關(guān)器，用于通過計(jì)算所述輸入圖像信號(hào)與所述縮放后的圖像信號(hào)之間的相關(guān)值來獲得相關(guān)計(jì)算信號(hào)；以及估測(cè)單元，配置為用于根據(jù)在所述相關(guān)計(jì)算信號(hào)和將所述相關(guān)計(jì)算信號(hào)累加一段時(shí)間后得到的第二累加信號(hào)中的一種信號(hào)中出現(xiàn)的波峰進(jìn)行水印信息估測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中，所述相關(guān)器進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中，所述相關(guān)器進(jìn)行相位限定相關(guān)計(jì)算。
6.一種用于從輸入圖像信號(hào)中檢測(cè)水印信息的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備包括相關(guān)器，用于對(duì)嵌入了水印信息的輸入圖像信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，以得到相關(guān)計(jì)算信號(hào)；縮放單元，配置為對(duì)所述相關(guān)計(jì)算信號(hào)進(jìn)行縮放，以生成縮放后的圖像信號(hào)；估測(cè)單元，配置為根據(jù)所述縮放后的圖像信號(hào)和將所述縮放后的圖像信號(hào)累加一段時(shí)間后得到的累加信號(hào)中的一種信號(hào)中出現(xiàn)的波峰進(jìn)行水印信息估測(cè)。
7.一種用于從輸入圖像信號(hào)中檢測(cè)水印信息的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備包括縮放單元，配置為對(duì)嵌入了水印信息的輸入圖像信號(hào)和將所述輸入圖像信號(hào)累加特定一段時(shí)間后得到的第一累加信號(hào)中的一種信號(hào)進(jìn)行縮放，以生成縮放后的圖像信號(hào)；第一變換單元，配置為通過對(duì)所述輸入圖像信號(hào)、所述第一累加信號(hào)和所述縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行正交變換從而獲取第一正交變換圖像信號(hào)以及第二正交變換圖像信號(hào)；復(fù)數(shù)加法單元，配置為將所述第一正交變換圖像信號(hào)與所述第二正交變換圖像信號(hào)進(jìn)行復(fù)數(shù)相加，以獲得復(fù)數(shù)相加信號(hào)；第二變換單元，配置為將所述復(fù)數(shù)相加信號(hào)進(jìn)行正交變換或逆正交變換，以獲得變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)；以及估測(cè)單元，配置為根據(jù)所述變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)和將所述變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)累加一段時(shí)間后得到的第二累加信號(hào)中的一種信號(hào)中出現(xiàn)的波峰對(duì)所述水印信息進(jìn)行估測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為對(duì)所述變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)的幅值進(jìn)行歸一化并對(duì)具有歸一化幅值的所述變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)進(jìn)行累加，從而生成所述第二累加信號(hào)的信號(hào)生成單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為將所述輸入圖像信號(hào)分割為至少兩個(gè)分割后的信號(hào)的分割單元，其中，所述縮放單元對(duì)所述分割后的圖像信號(hào)中的每一個(gè)進(jìn)行所述輸入圖像信號(hào)的縮放。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中，所述估測(cè)單元根據(jù)按第二累加信號(hào)的累加期變化的閾值，通過確認(rèn)所述波峰的等級(jí)來對(duì)所述水印信息進(jìn)行估測(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中，所述估測(cè)單元通過至少第一和第二檢測(cè)方法而檢測(cè)所述水印信息，并在所述第一和第二檢測(cè)方法給出的檢測(cè)結(jié)果相互一致時(shí)確認(rèn)所述水印信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中，所述估測(cè)單元通過確認(rèn)所述波峰的極性來估測(cè)所述水印信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為對(duì)所述輸入圖像信號(hào)的像素進(jìn)行像素忽略的像素忽略單元，且其中所述縮放單元對(duì)所述像素忽略后獲得的輸入圖像信號(hào)進(jìn)行縮放。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為對(duì)所述輸入圖像信號(hào)的像素進(jìn)行像素忽略的像素忽略單元，且其中所述第一變換單元對(duì)所述像素忽略后獲得的輸入圖像信號(hào)進(jìn)行正交變換。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中，所述復(fù)數(shù)加法單元通過壓縮所述正交變換后的圖像信號(hào)的幅值來進(jìn)行所述復(fù)數(shù)相加。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括設(shè)置在所述縮放單元的前置級(jí)或其后置級(jí)并配置為采集特定頻率分量的采集單元。
17.一種用于從輸入圖像信號(hào)中檢測(cè)水印信息的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備包括第一變換單元，配置為通過將嵌入了水印信息的輸入圖像信號(hào)和將所述輸入圖像信號(hào)累加一段時(shí)間后得到的第一累加信號(hào)中的一種信號(hào)進(jìn)行正交變換，從而得到正交變換后的圖像信號(hào)；縮放單元，配置為通過縮放所述正交變換后的圖像信號(hào)，來生成縮放后的圖像信號(hào)；復(fù)數(shù)加法單元，配置為將所述正交變換后的圖像信號(hào)與所述縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行復(fù)數(shù)相加，以生成復(fù)數(shù)相加信號(hào)；第二變換單元，配置為將所述復(fù)數(shù)相加信號(hào)進(jìn)行正交變換或逆正交變換，以產(chǎn)生變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)；以及估測(cè)單元，配置為根據(jù)所述變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)和將所述變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)累加一段時(shí)間后得到的第二累加信號(hào)中的一種信號(hào)中出現(xiàn)的波峰對(duì)所述水印信息的進(jìn)行估測(cè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為通過將所述變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)的幅值進(jìn)行歸一化并將所述具有歸一化幅值的變換后的復(fù)數(shù)相加信號(hào)進(jìn)行累加，從而生成第二累加信號(hào)的信號(hào)生成單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為將所述輸入圖像信號(hào)分割為至少兩個(gè)分割后的信號(hào)的分割單元，且其中所述縮放單元對(duì)所述分割后的圖像信號(hào)中的每一個(gè)進(jìn)行所述輸入圖像信號(hào)的縮放。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為將所述輸入圖像信號(hào)分割為至少兩個(gè)分割后的信號(hào)的分割單元，且其中所述第一變換單元對(duì)所述分割后的圖像信號(hào)中的每一個(gè)進(jìn)行所述輸入圖像信號(hào)的正交變換。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中，所述估測(cè)單元根據(jù)按照所述第二累加信號(hào)的累加期而變化的閾值，通過確認(rèn)所述波峰的等級(jí)來估測(cè)所述水印信息。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中所述估測(cè)單元通過至少第一和第二檢測(cè)方法檢測(cè)水印信息，并在所述第一和第二檢測(cè)方法給出的檢測(cè)結(jié)果彼此一致時(shí)確認(rèn)所述水印信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中所述估測(cè)單元根據(jù)確認(rèn)所述波峰的極性來估測(cè)所述水印信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為對(duì)所述輸入圖像信號(hào)的像素進(jìn)行像素忽略的像素忽略單元，且其中所述縮放單元對(duì)通過所述像素忽略得到的輸入圖像信號(hào)進(jìn)行縮放。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括配置為對(duì)所述輸入圖像信號(hào)的像素進(jìn)行像素忽略的像素忽略單元，且其中所述第一變換單元對(duì)通過所述像素忽略得到的輸入圖像信號(hào)進(jìn)行正交變換。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，其中，所述復(fù)數(shù)加法單元通過對(duì)所述正交變換后的圖像信號(hào)進(jìn)行幅值壓縮而進(jìn)行所述復(fù)數(shù)相加。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字水印檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備還包括排列在所述縮放單元的前置級(jí)或后置級(jí)，配置為采集特定頻率分量的采集單元。
全文摘要
一種數(shù)字水印嵌入設(shè)備，該設(shè)備包括用于縮放輸入圖像信號(hào)中至少一個(gè)特定頻率分量而生成縮放后的圖像信號(hào)的縮放單元、用于根據(jù)水印信息對(duì)縮放后的圖像信號(hào)的相位和幅值中至少一個(gè)量進(jìn)行調(diào)節(jié)而生成調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)的調(diào)節(jié)單元、用于合并輸入圖像信號(hào)和調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)而生成嵌入了水印信息的輸出圖像信號(hào)的合并器。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1825933SQ20061000778
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月21日
發(fā)明者小暮央, 山影朋夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝