抗打印掃描的數(shù)字水印方法
【專利摘要】本發(fā)明名稱為抗打印掃描的數(shù)字水印方法，本發(fā)明屬于圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)安全、數(shù)據(jù)安全、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子商務(wù)、電子政務(wù)等領(lǐng)域。本發(fā)明提出了一種抵抗打印掃描的數(shù)字水印方法。該方法能夠有效應(yīng)對(duì)在硬拷貝過(guò)程中所經(jīng)歷的數(shù)/模、模/數(shù)變換。為了提高應(yīng)對(duì)攻擊的抵抗性，本發(fā)明對(duì)水印信息進(jìn)行了糾錯(cuò)處理，糾錯(cuò)采用漢明糾錯(cuò)碼完成，糾錯(cuò)碼保證了能夠有效應(yīng)對(duì)在數(shù)模轉(zhuǎn)換過(guò)程中所發(fā)生的數(shù)據(jù)改變。在水印的提取過(guò)程中采用了失真校正來(lái)應(yīng)對(duì)數(shù)模所產(chǎn)生的失真。失真修正過(guò)程中是可選操作集合，具體包含幾何校正、像素校正、中值濾波等過(guò)程，在實(shí)際的操作中，根據(jù)圖像本身的特性選擇有針對(duì)性的操作完成失真修正。
【專利說(shuō)明】抗打印掃描的數(shù)字水印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)安全、數(shù)據(jù)安全、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子商務(wù)、電子政務(wù)等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字水印技術(shù)是指在數(shù)字圖像內(nèi)嵌入數(shù)字信息，該信息具有不可見性?？梢愿鶕?jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)字水印進(jìn)行劃分。例如，根據(jù)其魯棒性可以劃分為魯棒性水印、脆弱性水印、半脆弱水印。數(shù)字水印的用途廣泛，可以用于信息隱藏、圖像認(rèn)證、版權(quán)保護(hù)等諸多領(lǐng)域。數(shù)字水印的研究取得了豐碩的成果，但是目前的研究主要集中于數(shù)字領(lǐng)域，對(duì)于經(jīng)過(guò)了數(shù)/模、模/數(shù)變換的數(shù)字圖像，也有一些研究和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種抵抗打印掃描的數(shù)字水印方法。該方法能夠有效應(yīng)對(duì)在硬拷貝過(guò)程中所經(jīng)歷的數(shù)/模、模/數(shù)變換。為了提高應(yīng)對(duì)攻擊的抵抗性，本發(fā)明對(duì)水印信息進(jìn)行了糾錯(cuò)處理，糾錯(cuò)采用漢明糾錯(cuò)碼完成，糾錯(cuò)碼保證了能夠有效應(yīng)對(duì)在數(shù)模轉(zhuǎn)換過(guò)程中所發(fā)生的數(shù)據(jù)改變。在水印的提取過(guò)程中采用了失真校正來(lái)應(yīng)對(duì)數(shù)模所產(chǎn)生的失真。失真修正過(guò)程中是可選操作集合，具體包含幾何校正、像素校正、中值濾波等過(guò)程，在實(shí)際的操作中，根據(jù)圖像本身的特性選擇有針對(duì)性的操作完成失真修正。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1是水印嵌入過(guò)程。
[0005]圖2是水印提取過(guò)程。
【具體實(shí)施方式】
[0006]具體實(shí)施過(guò)程包括水印嵌入過(guò)程和水印提取過(guò)程。水印提取過(guò)程包括:水印信息加密、水印信息糾錯(cuò)編碼、提升小波變換(LWT)、嵌入水印、逆提升小波變換(ILWT)等過(guò)程，該過(guò)程如圖1所示。水印提取過(guò)程包括:失真修正、提取水印(檢測(cè))、糾錯(cuò)、解密等過(guò)程，該過(guò)程如圖2所示。
[0007]I水印嵌入過(guò)程
[0008]1.1水印信息加密
[0009]水印信息可以是文本信息，圖像信息，按照其不同分類進(jìn)行預(yù)處理及加密。
[0010]I)文本信息
[0011]具體加密過(guò)程如下:
[0012]A) 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換
[0013]按照其ASCII碼將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼，將得到的序列標(biāo)記為S。
[0014]B)生成混沌序列[0015]根據(jù)初始密鑰，生成混沌序列，該序列可以表示為:
[0016]CS = (X1, X2, , xn}
[0017]C)序列排序
[0018]將生成的混沌序列排序，處理如下:
[0019]NCS = Sort (CS)
[0020]式中，NCS是混沌序列的排序結(jié)果；Sort O是排序函數(shù)。
[0021]D)標(biāo)號(hào)序列生成
[0022]根據(jù)新序列NCS中每個(gè)元素在序列CS中的位置，得到一個(gè)新的排序序列I為:
[0023]I = (I1, I2, , IJ
[0024]E)置亂序列
[0025]在序列S與序列I之間建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。將水印信息初始值S內(nèi)的每個(gè)元素按照序列I進(jìn)行置亂，將序列S內(nèi)的第i個(gè)元素，置亂到其對(duì)應(yīng)的位置上的Ii列上。
[0026]注意，解密時(shí)，需要將第Ii列上上的值置亂到i列上即可。
[0027]2)灰度圖像
[0028]采用位平面分解與Gray碼的方式進(jìn)行加密操作。
[0029]A)位平面分解
[0030]假設(shè)當(dāng)前圖像為F，將其降維，則當(dāng)前圖像可以表示為:
[0031]F = (Biti, i = 1,2,...,η}
[0032]式中，Biti表示像素位，i表示其降維后的位置，η是圖像降維后的長(zhǎng)度大小。
[0033]位平面分解是指灰度圖像的值在[0，255]內(nèi)，此時(shí)，可以將其值轉(zhuǎn)換為8位二進(jìn)制。對(duì)于某個(gè)像素點(diǎn)，可以分解為:
[0034]Biti — (bi7，bi6，bi5，bi4，bi3，bi2，hn, bi0)2
[0035]位平面是指，由不同的Biti內(nèi)相同位置的元素所組成的平面序列。例如:
[0036]BO = {bi0，i = 1，2，…，η}
[0037]BI = {bn，i = 1,2,…，η}
[0038]Β2 = {bi2，i = 1,2,…，η}
[0039]Β3 = {bi3，i = 1,2,…，η}
[0040]Β4 = {bi4，i = l,2,…，η}
[0041]Β5 = {bi5，i = 1,2,…，η}
[0042]Β6 = {bi6，i = 1,2,…，η}
[0043]Β7 = {bi7，i = 1,2,…，η}
[0044]式中，η是降維后的圖像序列長(zhǎng)度。
[0045]B)位平面異或
[0046]將分解后的位平面的高4位進(jìn)行異或，規(guī)則如下:
[0047]Bit7 = Xor (Bit7, Bit0)
[0048]Bit6 = Xor (Bit6, Bit1)
[0049]Bit5 = Xor (Bit5, Bit2)
[0050]Bit4 = Xor (Bit4? Bit3)
[0051]此時(shí)得到一個(gè)新的圖像序列FR。[0052]C) Gray 碼變換
[0053]對(duì)于一個(gè)任意的像素，其二進(jìn)制可以表示為:
[0054]value = (b7, b6, b5, b4, b3, b2, Id1, b0)2
[0055]進(jìn)行如下計(jì)算，即可得到其Gray碼:
【權(quán)利要求】
1.一種抗打印掃描的數(shù)字水印方法，其特征是能夠有效應(yīng)對(duì)在硬拷貝過(guò)程中所經(jīng)歷的數(shù)/模、模/數(shù)變換。為了提高應(yīng)對(duì)攻擊的抵抗性，本發(fā)明對(duì)水印信息進(jìn)行了糾錯(cuò)處理，糾錯(cuò)采用漢明糾錯(cuò)碼完成，糾錯(cuò)碼保證了能夠有效應(yīng)對(duì)在數(shù)模轉(zhuǎn)換過(guò)程中所發(fā)生的數(shù)據(jù)改變。在水印的提取過(guò)程中采用了失真校正來(lái)應(yīng)對(duì)數(shù)模所產(chǎn)生的失真。失真修正過(guò)程中是可選操作集合，具體包含幾何校正、像素校正、中值濾波等過(guò)程，在實(shí)際的操作中，根據(jù)圖像本身的特性選擇有針對(duì)性的操作完成失真修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的方法，其特征是針對(duì)彩色圖像及灰度圖像采用位平面分解與Gray碼的方式進(jìn)行加密操作；在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，首先對(duì)水印信息圖像進(jìn)行位平面分解，然后對(duì)位平面信息的高4位平面進(jìn)行有針對(duì)性的異或操作，
Bit7 = Xor (Bit7, Bit0)
Bit6 = Xor (Bit6, Bit1)
Bit5 = Xor (Bit5, Bit2)
Bit4 = Xor (Bit4, Bit3) 在此基礎(chǔ)上，對(duì)得到的新的圖像進(jìn)行Gray碼編碼，完成對(duì)水印信息的加密工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的方法，其特征是采用漢明糾錯(cuò)碼完成對(duì)水印信息的糾錯(cuò)處理。將水印信息碼分組，以4位為一個(gè)單位，添加3位監(jiān)督碼，保證在信息碼和監(jiān)督碼之間滿足一個(gè)特定的異或關(guān)系以保證能夠完成出錯(cuò)位的識(shí)別糾正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的方法，其特征是失真修正過(guò)程中是一個(gè)可選操作集，包括幾何校正、中值濾波、 像素校正等操作，在實(shí)際使用中，根據(jù)圖像自身特性完成對(duì)圖像的失真校正工作。
【文檔編號(hào)】G06T1/00GK103886537SQ201210562416
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】李立宗 申請(qǐng)人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)