專利名稱：一種基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種多媒體數(shù)字水印嵌入和檢測方法，特別涉及一種基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法。
背景技術(shù)：
證件通常是由官方依據(jù)法律規(guī)定，賦予或授予資格和榮譽的證明文件，諸如身份證、護照、駕駛證、文憑、證書等，是以可靠材料來證明或斷定人和事物的真實性。由于證件通常具有重要的使用價值，使其成為違法犯罪的重要目標。目前，隨著偽造、變造證件犯罪活動的日益猖獗，證件制假造假已成為僅次于販毒的第二大社會公害，給社會帶來極大的安全問題。傳統(tǒng)證件照片防偽采取的方法有紙張防偽、特殊油墨防偽等，這些技術(shù)存在許多問題，比如，紙張防偽和特殊油墨防偽需要特殊的材料或者制作工藝，增加了生產(chǎn)成本。此外，傳統(tǒng)防偽技術(shù)科技含量不高，容易被造假者掌握，從而失去其防偽功能。而數(shù)字水印從技術(shù)上提供了一種更合適的解決這一問題的方法，通過在證件照片圖像中嵌入持證人的標識水印數(shù)據(jù)，檢測時提取出這些數(shù)據(jù)與證件上的已有身份信息數(shù)據(jù)進行比對，以確定真?zhèn)巍?如果證件照片被替換，則驗證時會發(fā)現(xiàn)從照片內(nèi)無法提取出數(shù)據(jù)，或提取出的數(shù)據(jù)與證件上的信息不符。這些標識水印數(shù)據(jù)以不可見的方式嵌入在圖像中，難以復制和偽造，從而達到證件照片防偽的目的。證件照片防偽數(shù)字水印算法是數(shù)字水印領域的一個新興的研究方向，由于證件照片制作和檢測過程主要是打印掃描的過程，而在此過程中主要面對的失真包含幾何失真和打印掃描像素失真，因此證件照片防偽數(shù)字水印算法的主要技術(shù)包含抗幾何失真的水印算法以及抗打印掃描水印算法兩個方面。同時證件照片防偽的數(shù)字水印算法也往往在普通的抗打印掃描算法基礎上進行了一定的改進。因此諸如打印掃描過程建模、糾錯碼等有針對性的技術(shù)也往往會結(jié)合進來。證件照片在打印掃描過程中要經(jīng)過的處理有D/A、A/D轉(zhuǎn)換，伽馬校正，同時一般還會有不同程度的幾何失真，以上這些因素對圖像的影響主要體現(xiàn)在兩個方面，即像素失真和幾何失真?，F(xiàn)有的研究中也基本上都是從這兩點出發(fā)進行算法設計和驗證。數(shù)字水印的抗打印掃描問題最早由Lin和Chang(參見C. Y. Lin and S. F. Chang, "Distortion modeling and invariant extraction for digital image print-and-scan process，，，Int. Symp. Multimedia Information Processing Dec. 1999.)提出，他們使用傅立葉-梅林變換的方法來嵌入水印。圖像的傅立葉-梅林變換具有幾何不變的性質(zhì)，常被應用于抗幾何變換的水印算法，但其缺點是由于存在對數(shù)變換，給嵌水印圖像帶來了較大的失真。隨后，Lefebvre (參見 Lefebvre F, Gueluy A, Delannay D，Macq B. ‘‘ A print and scan optimized watermarking scheme. In :Dugelay" J-L, Rose K, ed. Proc IEEE Fourth Workshop on Multimedia Signal Processing. Piscataway :IEEE, pp.511-516, 2001.)提出了在傅立葉變換域的幅值譜嵌入環(huán)狀的模板水印用來抵抗幾何變換，水印采用冗余的方式嵌入到空域，可以抵抗一定程度的剪切變換，該算法缺點在于，在空域嵌入的水印對幾何變換和像素失真魯棒性較差，如果模板水印不能精確定位幾何變換的參數(shù)，水印將沒有辦法檢測出來。Solanki (參見Kaushal Solanki,Upamanyu Madhow,B. S. Manjunath， Shiv Chandrasekaran, and Ibrahim El-Khalil, “ 'Print and Scan' Resilient Data Hiding in Images" , IEEE Transactions on Information Forensics and Security, vol. 1，no. 4，pp. 464-478，Dec. 2006.)分析了打印掃描過程對圖像空域的影響以及對傅立葉變換域的影響，提出了在傅立葉變換的低頻幅值譜和相位譜中嵌入水印的方法。圖像的傅立葉變換具有平移不變的特性，但是由于傅立葉變換無法抵抗旋轉(zhuǎn)和縮放，因此往往需要采取其他的方法來保證水印的同步，比如嵌入模板水印，或者如Solanki等利用圖像打印過程中由于半色調(diào)處理而產(chǎn)生的頻域峰值來定位旋轉(zhuǎn)角度來保證水印同步。Rosa(參見 F. Rosa, J. Borlab, F. Leclercb R. Harbab N. Launaya, "An Industrial Watermnarking Process for Plastic Card Supports",2006 IEEE International Conference on Industrial Technology, pp. 2809-2814,2006.)針對應用在塑料卡片上的抗打印掃描水印，設計了一種基于DFT變換的水印算法，其通過嚴格的機械控制解決同步問題，這樣大大簡化了水印的嵌入和檢測過程，算法時間復雜度低。但該算法要求嚴格的機械操作控制，這一點較難做到，算法只能夠容忍較小的操作誤差。另外還有基于圖像DCT變換的方法。牛少彰(參見牛少彰，伍宏濤，謝正程， 劉歆，楊義先?？勾蛴呙钄?shù)字水印算法的魯棒性。中山大學學報(自然科學版)， 2004，(43) 1-4)等分析了打印掃描對圖像DCT系數(shù)的影響，針對其特點，對DCT變換后的系數(shù)按照它們的位置進行了特殊的分類，通過每一類中正負號的數(shù)量來表達水印信息，增強了算法的魯棒性。該方法的優(yōu)點是對打印掃描過程中的像素失真較為魯棒， 但對幾何變換魯棒性較差。Cheng(參見 Daofang Cheng, Xiaolong Li, Wenfa Qi, Bin Yang, "A Statistics-Basedffatermarking Scheme Robust to Print-and-Scan，，，2008 International Symposium on Electronic Commerce and Security(ISECS),pp. 894-898, 2008.)等分析認為一幅普通的圖像DCT系數(shù)的均值(Mean of DCT coefficients,MDC)接近于0，并且MDC對于打印和掃描是魯棒的，由此提出了通過修改MDC的正負極性嵌入水印的算法。圖像的打印過程一般都要進行半色調(diào)處理，Yu(參見Longjiang Yu, Xiamu Niu, Shenghe Sun, "Print-and-scan model and the watermarking countermeasure，，，Image and Vision Computing 23. (2005) 807-814，2005.)等對其進行了建模，并提出了包含對圖像半色調(diào)處理進行補償?shù)目勾蛴呙杷∷惴ǎ撍惴ㄔ诳臻g域嵌入水印，并使用邊緣提取來抵抗幾何失真，較好的校正打印掃描過程中引起的小角度旋轉(zhuǎn)，有效地提高了水印信 #白勺才百#it。 Xu( Hongping Xu, Xiaoxia Wan, "Watermarking Algorithm for Print-scan Based on HVS and Multiscale Error Diffusion",2008 International Conference on Computer Science and Software Engineering, pp. 245-248, 2008.)提出一種基于人眼視覺系統(tǒng)(Human Visual System，HVS)和多分辨率誤差擴散的抗打印掃描算法，該算法同樣在半色調(diào)圖像中嵌入水印信息，基于HVS使得算法獲得了較高的圖像保真度，同時，該算法容量也比較大，可以達到幾百個比特，但與前面算法一樣，基本沒有考慮幾何變換，因此，在存在較大幾何變換的場合不適用。
此外，還有一些其他算法，如Anthony Τ. S. Ho (參見 Α. Τ. S. Ho, F. Shu, "A print-and-scan resilient digital watermark for card authentication, in Proceedings of International Conference on Information", Communications and Signal Processing, vol. 2, pp. 1149-1152，2003.)等提出了一種基于 Hadamard 變換系數(shù)的極性嵌入水印的方法。Anja Keskinarkaus (參見 Anja Keskinarkaus, Anu Pramila, Tapio Seppanen,and Jaakko Sauvola,"Wavelet Domain Print-Scan and JPEG Resilient Data Hiding Method", Proceedings of the 6th International Workshop on Digital Watermarking,pp. 82-95,2006.)提出的抗打印掃描數(shù)字水印算法使用了小波變換，在圖像的小波變換細節(jié)系數(shù)中嵌入水印來抵抗打印掃描所造成的像素失真，使用基于傅立葉變換的同步水印來檢測圖像出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)和縮放，并嵌入了兩組相互垂直的平行直線組作為同步水印來檢測圖像的平移量，通過以上兩組模板水印的組合來抵抗幾何變換。與此同時，用于證件防偽的數(shù)字水印技術(shù)已經(jīng)引起了產(chǎn)業(yè)界的極大興趣，并有一些解決方案被提出，比如，Digmarc公司給出的駕駛執(zhí)照和ID Card防偽的數(shù)字水印解決方案；北京握奇信安公司的印刷品數(shù)字水印防偽解決方案等等。但從總體來說，這一技術(shù)目前還處于起步階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印方法，該方法使用數(shù)學方法構(gòu)建證件打印掃描過程的頻域模型，有助于對水印嵌入算法進行有針對性的改進并提高水印的檢測成功率；另外，考慮嵌入域特征和嵌入容量選擇合適的嵌入域和嵌入方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印算法，其特征在于包括對證件圖像打印掃描失真的數(shù)學建模與校正、水印嵌入和水印檢測三大部分。打印掃描失真的數(shù)學建模與校正是對證件圖像在打印掃描過程中要經(jīng)受平移，縮放，旋轉(zhuǎn)等環(huán)節(jié)帶來的幾何失真和經(jīng)受數(shù)字半色調(diào)、點增益、伽馬校正和量化等環(huán)節(jié)帶來的像素失真進行數(shù)學建模，并在數(shù)學模型基礎上進行幾何失真和像素失真校正，以提高水印檢測準確率。水印嵌入是在數(shù)學建模的基礎上進行分析，確定合適的嵌入域，進一步考察在嵌入域中不同位置的嵌入水印對于水印算法的魯棒性、容量和圖像的保真度的影響，確定水印合理的嵌入位置。水印檢測是根據(jù)數(shù)學建模分析獲得的圖像打印掃描前后嵌入域變化的模型曲線，對待檢測的圖像進行校正后再提取水印。對像素失真的數(shù)學建模過程如下a.分析打印掃描過程圖像經(jīng)受的主要失真；b.基于雷登變換和Carmy檢測的幾何失真校正；c.基于圖像傅立葉頻域的數(shù)學建模。水印的嵌入過程如下a.將原始圖像I做DFT變換得到DFT變換的幅值譜和相位譜^
b.將水印信號w使用BCH糾錯碼編碼算法生成編碼后的水印信號Wb ；c.將經(jīng)過BCH編碼后的水印信號Wb利用VQIM數(shù)字水印算法嵌入到幅值譜〒,獲得含水印信號的幅值譜《二 ；d.將含水印信號的幅值譜和相位譜:Fv結(jié)合進行DFT逆變換獲得含有水印信號的圖像I'。水印的檢測過程如下a.將掃描圖像I’進行幾何校正并提取出校正后的水印圖像Γ作為待檢測圖像；b.將帶檢測圖像Γ做DFT變換得到DFT變換的幅值譜5.和相位譜c.利用VQIM數(shù)字水印算法從幅值譜7中提取帶有糾錯碼編碼的水印信號d.使用BCH糾錯碼的譯碼算法從M ,中譯碼得到譯碼后的水印信號7。在所述的水印嵌入之前進行了對幾何失真和像素失真的數(shù)學建模。在所述的對幾何失真的數(shù)學建模過程中，采用了基于雷登變換和Carmy檢測的證件掃描圖像幾何失真校正算法。在所述水印嵌入過程中根據(jù)數(shù)學建模選擇合適的嵌入域為圖像的DFT域變換圖。在所述水印的嵌入過程步驟c中采用基于可變區(qū)間劃分的量化索引調(diào)制方法嵌入水印。在所述水印的檢測過程步驟d中采用了 BCH糾錯碼技術(shù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點是1、本發(fā)明所述的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印方法，將打印掃描過程給證件圖像帶來的像素失真和幾何失真分別通過進行數(shù)學建模校正，減小它們對水印檢測的影響。2、本發(fā)明所述的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印方法，通過建立數(shù)學模型對打印掃描過程給證件圖像帶來的像素失真進行校正。通過大量實驗數(shù)據(jù)來擬合模型曲線，利用得到的模型曲線對打印掃描后的圖像進行校正，對校正后的證件圖像進行水印檢測，可有效提高水印檢測的準確率。3、本發(fā)明所述的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印方法，結(jié)合對證件掃描幾何失真和像素失真建模校正提出基于傅立葉頻域的證件防偽數(shù)字水印新算法，新算法在圖像的 DFT頻域上進行像素失真建模校正，并采用VQIM算法和BCH碼技術(shù)進行水印嵌入和檢測，獲得了對證件打印掃描過程較好的魯棒性。


圖1為本發(fā)明方法整體框架結(jié)構(gòu)圖；圖2(a)_(b)為打印掃描前后的證件圖像對比圖；圖3為本發(fā)明中的打印掃描過程中圖像經(jīng)受的主要失真示意圖；圖4為本發(fā)明中的證件圖像Carmy邊緣檢測結(jié)果示意圖；圖5為本發(fā)明中的證件圖像切分點示意圖；圖6為本發(fā)明中幾何校正算法示意圖；圖7 (a)-(c)為是證件圖像打印掃描前后DFT幅值譜的變化圖；圖8為本發(fā)明中的打印掃描前后DFT幅值變化與頻率的關(guān)系示意圖；圖9為本發(fā)明中的打印掃描前后DFT系數(shù)變化示意圖10 (a) - (b)為本發(fā)明中的VQIM單極性抖動調(diào)制示意圖；圖11為本發(fā)明中的引入糾錯碼的數(shù)字算法技術(shù)流程示意圖；圖12為本發(fā)明中的水印嵌入過程示意圖；圖13為本明中的水印檢測過程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印方法的整體框架圖如圖1所示。整體流程包括證件圖像打印掃描失真的數(shù)學建模與校正、水印嵌入和水印檢測三大部分。一、證件圖像打印掃描失真的數(shù)學建模與校正1)證件圖像打印掃描過程所經(jīng)受的主要失真(1)幾何失真證件在打印掃描過程中由于機械和人工操作的誤差均可能出現(xiàn)不同程度的幾何變換失真，主要包括旋轉(zhuǎn)、縮放和平移變換，有時還包括剪切變換。圖2是打印掃描前后的證件圖像，可以看出與圖2中的(a)相比，圖2中的(b)綜合包含了旋轉(zhuǎn)、縮放、平移三種變換。由于采樣的需要，通常掃描圖像分辨率比打印分辨率高，所以證件掃描圖像均是放大圖像。而在實際的操作中，由于證件掃描儀通常要和證件大小匹配，所以不會出現(xiàn)任意放置證件的情況，證件的旋轉(zhuǎn)失真不會超出(0，30° )區(qū)間?；谕瑯拥脑?，也不會出現(xiàn)大幅度的平移失真。另外，剪切失真在證件認證的特定情境中也幾乎不會出現(xiàn)。(2)像素失真如圖3所示，在打印掃描過程中，證件圖像經(jīng)受的主要失真包含了伽馬校正、點增益、半色調(diào)處理、量化噪聲、高斯低通濾波效應等帶來的像素失真。2)證件圖像打印掃描過程幾何失真的校正由于證件掃描圖像具有邊緣為直線的明顯特征，同時，為方便檢測邊緣時能一并得到旋轉(zhuǎn)角度、邊界長度等數(shù)據(jù)，決定采取基于雷登變換的邊緣檢測算法來完成幾何校正的過程。在雷登變換的二維RIT算法中，由于RIT具有的直線積分特性，因此對于證件這種直線邊緣則恰好位于其峰值點上。為此，首先使用邊緣檢測算法將圖像的邊緣提取出來，這里使用的是Carmy算子進行圖像的邊緣提取。圖4顯示了使用Carmy算子對證件掃描圖片進行二值邊緣檢測后的結(jié)果。圖中白色部分是檢測得到的邊緣。在圖中X坐標代表旋轉(zhuǎn)角度；Y坐標代表積分徑向上的距離。由RIT變換的原理可以得知圖中的4個峰值點就是分別對應證件圖像的四個頂點，分別位于(xmaxl，θ max), (xmax2, Θ·)，(xminl，0mJ和(xmin2，emJ。因此最長邊的長度和偏移角度因子如下
-ST f/,、:.... =,■— 一 (1) ι.: -v. ‘ T“ .、、、..""- -V;、再根據(jù)原始嵌入水印證件圖像的大小(設長邊為、)，即可得到相應的縮放因子~ 二.
: (2)通過以上兩個因子即可解決平移失真和旋轉(zhuǎn)失真。
對于平移失真，可以獲得通過四個邊距中心點的距離(Ymaxl、Ymax2> Yminl* Ymin2) 得到，這四個值的含義如圖5所示。這樣即使旋轉(zhuǎn)修正以后，這個距離仍是保持不變的，可以依據(jù)此進行切割得到證件的圖像部分。設Radon變換后的譜值中Y軸坐標值范圍為[1-ymax]，則可知中心點xo坐標為 ，得出證件圖像切分距離如下以上這些推導均是以長邊傾斜不超過45°作為一個假定前提。如果長邊傾斜超過這一閾值，只是相當于上面的^cmax和^n對調(diào)，其原理是一樣的。對于證件掃描圖像的幾何校正步驟如下a.將掃描得到的證件圖像使用Carmy邊緣檢測算子得到二值化邊緣圖像；b.對二值化邊緣圖像進行二維Radon變換得到變換后的Radon譜值R(x，θ )，對此譜值的-45到45范圍進行積分得到峰值Rmax對應的坐標θ max，積分公式如下
^■丨 Γ, 二.-,n'; = J J ^ = I R X f · dx -45 f ；: 45 j(4)
V^>
\B c.在R(x，θ max)上尋找長邊的兩個峰值并得到其坐標分別為^liaxl和Xmax2 ；在R(x， θ fflax+90)上尋找短邊的兩個峰值點，并得到其坐標分別為Iinl和^㈣。通過公式(3)得到四個邊到中心點的距離(Ymaxl、Ymax2> Yminl和Ymin2)；最后由公式(1)和⑵分別得到旋轉(zhuǎn)角度θ和縮放尺度μ ；d.將掃描圖像旋轉(zhuǎn)角度-θ進行旋轉(zhuǎn)校正；e.將旋轉(zhuǎn)校正后的圖像按照四個邊到中心點的距離(Ymaxl、Ymax2> Yfflinl和Ymin2) 進行切割得到只包含證件圖像的部分同時完成平移校正；f.將經(jīng)過切割的圖像按照縮放μ倍進行縮放校正。圖6是證件掃描圖像的幾何校正步驟示意圖。3)基于圖像傅立葉頻域的數(shù)學建模(1)像素失真對DFT頻域的影響證件圖像的像素失真在打印掃描過程中均有較為明顯的體現(xiàn)，其中打印過程中的失真是像素失真的主要原因。除此之外，由于證件圖像在計算機上處理，在水印嵌入和檢測過程中需要對證件圖像進行DFT變換和逆變換的過程，在這些過程中也會產(chǎn)生一定程度的
量化誤差以及浮點精度誤差。圖7是證件圖像打印掃描前后DFT幅值譜的變化情況，其中圖7中的(a)是原始圖像DFT幅值譜系數(shù)的對數(shù)值，圖7中的(b)是打印掃描后圖像DFT幅值譜系數(shù)的對數(shù)值， 圖7中的(c)是二者差的絕對值。由于二者差值并不明顯，為了獲得較為明顯的表現(xiàn)，將差值絕對值放大3倍進行展現(xiàn)。從(c)圖中可以看出圖像打印掃描前后DFT幅值譜的差值具有明顯的規(guī)律，就是由圖像的中心向外差值越來越大。由于圖像的DFT幅值譜由中心向外分別對應著頻率由低到高的變化，因此可知在低頻段圖像的DFT幅值譜系數(shù)保存較好，沒有明顯的失真；在中頻段系數(shù)失真逐漸明顯；在高頻段，圖像的DFT幅值譜產(chǎn)生了很大程度的失真，而且失真隨著頻段的增高越來越嚴重。這說明打印掃描過程對于圖像DFT幅值譜的影響主要集中在高頻段，而在中低頻段系數(shù)能夠得到較好的保留。圖8是圖像打印掃描前后DFT幅值變化與頻率的關(guān)系，其中X軸是頻率(用幅值譜各點距離中心點的距離表示)，Y軸是相應頻率的幅值差值。從圖中可以很明顯地看出隨著頻率的增大DFT幅值的差值也隨之增大。由于圖像的DFT幅值譜的數(shù)值范圍分布非常廣泛，在不同的頻段均有較大和較小值的系數(shù)存在。同樣的一個失真，對于較大值的系數(shù)和較小值的系數(shù)，其相對保存程度必然是不同的。比如同樣是失真100，對于系數(shù)值為200的系數(shù)，其失真程度為50%，這是相當大的失真，對于系數(shù)值為20000的系數(shù)，其失真程度為0. 5%，這是很小的失真。因此可以考慮嵌入水印的強度與DFT的幅值掛鉤，對于幅值較大的系數(shù)，嵌入較大強度的水印；對于幅值較小的系數(shù)，嵌入較小強度的水印。圖9顯示了證件圖像打印掃描前后DFT幅值的變化，其中X軸是打印掃描前的圖像DFT幅值，Y軸是打印掃描后的圖像DFT幅值。從圖中可以很明顯地看出，打印掃描前后的DFT幅值變化呈現(xiàn)明顯的線性規(guī)律，由此可依據(jù)DFT幅值系數(shù)變化進行建模，并且根據(jù)模型對于不同的DFT幅值選擇不同的水印嵌入強度。O) DFT頻域建模通過觀察證件圖像打印掃描后的DFT幅值譜的系數(shù)的變化圖(圖9)規(guī)律可知，打印掃描前后DFT幅值譜之間有著比較明顯的線性關(guān)系，因此采用建立線性模型的方法擬合曲線。頻域建模的數(shù)學模型如公式所示y = a · x+b (5)其中χ，y為圖像打印掃描前后DFT幅值譜的系數(shù)直，a, b為待估計參數(shù)。建模方法采用一元線性回歸中的普通最小二乘估計方法，其基本思想就是建立一條直線使得打印掃描系數(shù)關(guān)系樣本中的各點距離直線的距離最小。其計算方法如下設參數(shù)a、b的估計值為< S，得到樣本直線可表示為
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法，其特征在于包括對原始圖像打印掃描失真的數(shù)學建模與校正、水印嵌入和水印檢測；對原始圖像打印掃描失真的數(shù)學建模與校正過程如下a.分析打印掃描過程中原始圖像經(jīng)受的失真；b.基于雷登變換和Carmy檢測對原始圖像進行幾何失真校正；c.基于圖像傅立葉頻域?qū)缀问д嫘Ｕ蟮膱D像進行數(shù)學建模；水印嵌入過程如下a.將原始圖像I做離散傅立葉變換DFT得到DFT變換的幅值譜Λ和相位譜Jre；b.將水印信號w使用BCH糾錯碼編碼算法生成編碼后的水印信號Wb；c.將經(jīng)過BCH編碼后的水印信號Wb利用VQIM數(shù)字水印算法嵌入到幅值譜及，獲得含水印信號的幅值譜:F ；d.將含水印信號的幅值譜^和相位譜^結(jié)合進行DFT逆變換獲得含有水印信號的圖像I'；水印檢測過程如下a.將圖像I’進行幾何校正并提取出校正后的水印圖像Γ作為待檢測圖像；b.將待檢測圖像Γ做DFT變換得到DFT變換的幅值譜τ和相位譜；c.利用VQIM數(shù)字水印算法從幅值譜中提取帶有糾錯碼編碼的水印信號d.使用BCH糾錯碼的譯碼算法從a,中譯碼得到譯碼后的水印信號w*。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法，其特征在于 在所述的水印嵌入之前進行了對幾何失真和像素失真的數(shù)學建模。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法，其特征在于 在所述的數(shù)學建模過程之前，采用了基于雷登變換和Carmy檢測的證件掃描圖像幾何失真校正算法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法，其特征在于 在所述水印嵌入過程中根據(jù)數(shù)學建模選擇合適的嵌入域為圖像的DFT域變換圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法，其特征在于 在所述水印嵌入過程步驟c中采用基于可變區(qū)間劃分的量化索引調(diào)制方法嵌入水印。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法，其特征在于 在所述水印的檢測過程步驟d中采用了 BCH糾錯碼技術(shù)。
全文摘要
一種基于數(shù)學建模的證件防偽數(shù)字水印處理方法，包括對證件圖像打印掃描失真的數(shù)學建模與校正、水印嵌入和水印檢測。通過建立數(shù)學模型對打印掃描過程給證件圖像帶來的像素失真進行校正，通過大量實驗數(shù)據(jù)來擬合模型曲線，利用得到的模型曲線對打印掃描后的證件圖像進行校正，對校正后的圖像進行水印檢測，可有效提高水印檢測的準確率；結(jié)合像素失真建模校正提出基于VQIM和DFT的抗打印掃描數(shù)字圖像水印新算法，新算法在證件圖像的DFT變換域嵌入和檢測水印，獲得了對打印掃描過程的較好魯棒性。
文檔編號G06T1/00GK102254293SQ20111016269
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者劉永波, 劉驍, 熊璋, 白志勇, 陳真勇 申請人:北京航空航天大學