一種抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉一種抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 信息時(shí)代的到來給社會發(fā)展和人們的生活帶來了巨大的變化。相對于傳統(tǒng)的模擬 方式，數(shù)字多媒體產(chǎn)品。如圖像、音頻和視頻等，可以在不破壞其本身質(zhì)量的情況下很方便 地進(jìn)行傳輸和分發(fā)。這些都極大地豐富了人們的生活。也使得工作效率得到了極大地提高。 但與此同時(shí)，在沒有規(guī)范的監(jiān)管情況下，網(wǎng)絡(luò)的開放性也帶了另外一個(gè)嚴(yán)峻的問題，即很多 多媒體作品在未得到合法授權(quán)的情況下被任意的傳播與下載，甚至以非法的手段進(jìn)行銷售 來謀取利益，這些嚴(yán)重侵犯了創(chuàng)作者的合法權(quán)益。在這種情況下，為了保證信息共享與傳輸 的安全性，信息安全技術(shù)就顯得越來越重要。傳統(tǒng)的以數(shù)字加密技術(shù)為核心的安全機(jī)制在 多媒體的安全方面得到了成功的應(yīng)用，其主要的方法是在信息傳輸之前對其進(jìn)行加密，將 加密后的信息進(jìn)行傳輸，最后在接收端對信息進(jìn)行解密，得到所要傳輸?shù)男畔?。但是，加?技術(shù)雖然可以在信息傳輸?shù)倪^程中對其進(jìn)行保護(hù)，但是信息已經(jīng)解密起保護(hù)作用就完全喪 失。換句話說，加密技術(shù)只能提供信息內(nèi)容的安全傳輸，而無法保護(hù)內(nèi)容本身。
[0003] 在這種情況下，急需一種行之有效的手段來對多媒體信息進(jìn)行版權(quán)保護(hù)或?qū)?nèi)容 的真實(shí)性和完整性進(jìn)行認(rèn)證。數(shù)字水印技術(shù)就是在這樣的情景下產(chǎn)生的，它通過向多媒體 作品中嵌入預(yù)先設(shè)定的信息，在需要的時(shí)候再提取出來作為版權(quán)證明或?qū)?nèi)容真實(shí)性與完 整性進(jìn)行認(rèn)證。在這個(gè)過程中，信息的嵌入不會對原始的載體信息造成視覺或者聽覺上的 質(zhì)量下降，而且所嵌入的信息在受到作品傳輸過程中所引入的干擾與噪聲后仍然能夠進(jìn)行 有效地提取。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種可對抗幾何攻擊的盲數(shù)字水印編解碼方法，包含水印編碼 過程與解碼過程。水印編碼過程是將圖像分塊，對每塊加入相同的定位信息，再加入數(shù)字水 印信息；水印解碼過程首先根據(jù)定位信息恢復(fù)水印圖像和與源圖像相同的分塊，再對每塊 分別進(jìn)行水印解碼，最后通過投票機(jī)制得出最終的水印解碼結(jié)果。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中還公開了一種基于小波變換的數(shù)字水印技術(shù)，屬于多媒體信號處理領(lǐng) 域。分水印嵌入和水印提取兩部分。水印嵌入部分為：對原始圖像進(jìn)行小波變換，將水印嵌 入到逼近子圖系數(shù)中，再對該逼近子圖進(jìn)行全圖DCT變換，找到一個(gè)對幾何攻擊魯棒的圖 像特征向量；水印提取部分為：對被測圖像進(jìn)行小波變換，對逼近子圖進(jìn)行全圖DCT變換， 找到待測圖像的特征向量，利用該特征向量進(jìn)行待測圖像的水印提取。
[0006] 盲數(shù)字水印編碼方法是將圖像分塊，對每塊加入相同的定位信息，再加入數(shù)字水 印信息；水印解碼過程首先根據(jù)定位信息恢復(fù)水印圖像和與源圖像相同的分塊，再對每塊 分別進(jìn)行水印解碼，最后通過投票機(jī)制得出最終的水印解碼結(jié)果。
[0007] 基于小波抗幾何攻擊的數(shù)字水印方法是通過小波變換的數(shù)字水印技術(shù)，并利用 圖像特征進(jìn)行水印提取。
[0008] 盲數(shù)字水印方法，計(jì)算量較大需要對每一塊進(jìn)行處理，工作量較大。
[0009] 基于小波變換的數(shù)字水印方法對加水印圖像的質(zhì)量造成較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是通過一種數(shù)字水印技術(shù)，把數(shù)字水印嵌入到圖像中，從而可以使 圖像抵抗大部分幾何攻擊。
[0011] 為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法， 包括如下步驟：
[0012] 對圖像進(jìn)行DCT變換；
[0013] 對變換后的圖像插入輔助模板；
[0014] 借助輔助模板檢測圖像受到了何種幾何攻擊；
[0015] 對圖像進(jìn)行還原后，再檢測水印信息。
[0016] 所述圖像的DCT變換包括：
[0017] 圖像處理；
[0018] 水印信息嵌入。
[0019] 所述圖像處理包括：
[0020] 對原始圖像進(jìn)行低通低通濾波，減少信號處理攻擊影響；
[0021] 對濾波后的圖像進(jìn)行一層小波變換，提取低頻圖像作為計(jì)算不變質(zhì)心的圖像區(qū) 域；
[0022] 計(jì)算不變質(zhì)心點(diǎn)。
[0023] 所述水印信息嵌入包括：
[0024] 提取HLl高頻紋理圖像；
[0025] 對HLl高頻紋理圖像做DCT變換；
[0026] 根據(jù)水印信息，在DCT左上角的主要能量區(qū)域嵌入水印信息；
[0027] 對嵌入水印的DCT塊進(jìn)行DCT反變換，得到嵌入水印后的圖像；
[0028] 已修改過的小波變換系數(shù)為基礎(chǔ)，做一層小波反變換，產(chǎn)生嵌入水印后的圖像；
[0029] 以嵌入誰引得圖像為基礎(chǔ)，計(jì)算圖像的三個(gè)不變質(zhì)心點(diǎn)。
[0030] 所述對變換后的圖像插入輔助模板包括：
[0031] 在經(jīng)過DCT變換后的圖像中嵌入?yún)⒖寄０宓乃膫€(gè)平移拷貝，使其自相關(guān)峰值具有 規(guī)則的分布形狀。
[0032] 所述對圖像進(jìn)行還原后，再檢測水印信息包括：
[0033] 根據(jù)三組變換前后相對應(yīng)的點(diǎn)，計(jì)算出變換矩陣的變換參數(shù)；
[0034] 對校正后的圖像做一層小波變換，提取HLl字塊；
[0035] 對HLl字塊做DCT變換；
[0036] 利用DCT系數(shù)，提取水印。
[0037] 實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例通過模板嵌入，在提取水印時(shí)先對圖像進(jìn)行修復(fù)后再進(jìn)行水印 的提取，以達(dá)到更好的效果。
【附圖說明】
[0038] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0039] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法流程圖；
[0040] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的嵌入模板及其自相關(guān)峰值分布狀態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042] 本發(fā)明的水印嵌入主要包括以下幾個(gè)步驟：
[0043] ①對圖像進(jìn)行DCT變換；
[0044] ②對變換后的圖像插入輔助模板。
[0045] 水印檢測包括以下幾個(gè)步驟：
[0046] ③借助輔助模板檢測圖像受到了何種幾何攻擊；
[0047] ④對圖像進(jìn)行還原后，再檢測水印信息。
[0048] 其具體流程如圖1所示。
[0049] 具體步驟解釋如下：
[0050] ①圖像的DCT變換
[0051] (一）圖像處理
[0052] 1、對原始圖像進(jìn)行低通低通濾波，減少信號處理攻擊影響；
[0053] 2、對濾波后的圖像進(jìn)行一層小波變換，提取低頻圖像作為計(jì)算不變質(zhì)心的圖像區(qū) 域；
[0054] 3、利用公式⑴計(jì)算質(zhì)心C。(Cx, Cy):
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法，其特征在于，包括如下步驟： 對圖像進(jìn)行DCT變換； 對變換后的圖像插入輔助模板； 借助輔助模板檢測圖像受到了何種幾何攻擊； 對圖像進(jìn)行還原后，再檢測水印信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法，其特征在于，所述圖 像的DCT變換包括： 圖像處理； 水印信息嵌入。
3. 如權(quán)利要求2所述的抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法，其特征在于，所述圖 像處理包括： 對原始圖像進(jìn)行低通低通濾波，減少信號處理攻擊影響； 對濾波后的圖像進(jìn)行一層小波變換，提取低頻圖像作為計(jì)算不變質(zhì)心的圖像區(qū)域； 計(jì)算不變質(zhì)心點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求3所述的抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法，其特征在于，所述水 印信息嵌入包括： 提取HLl高頻紋理圖像； 對HLl高頻紋理圖像做DCT變換； 根據(jù)水印信息，在DCT左上角的主要能量區(qū)域嵌入水印信息； 對嵌入水印的DCT塊進(jìn)行DCT反變換，得到嵌入水印后的圖像； 已修改過的小波變換系數(shù)為基礎(chǔ)，做一層小波反變換，產(chǎn)生嵌入水印后的圖像； 以嵌入誰引得圖像為基礎(chǔ)，計(jì)算圖像的三個(gè)不變質(zhì)心點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法，其特征在于，所述對 變換后的圖像插入輔助模板包括： 在經(jīng)過DCT變換后的圖像中嵌入?yún)⒖寄０宓乃膫€(gè)平移拷貝，使其自相關(guān)峰值具有規(guī)則 的分布形狀。
6. 如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法，其特征在 于，所述對圖像進(jìn)行還原后，再檢測水印信息包括： 根據(jù)三組變換前后相對應(yīng)的點(diǎn)，計(jì)算出變換矩陣的變換參數(shù)； 對校正后的圖像做一層小波變換，提取HLl字塊； 對HLl字塊做DCT變換； 利用DCT系數(shù)，提取水印。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種抗幾何攻擊的安全數(shù)字圖像水印的方法，包括如下步驟：對圖像進(jìn)行DCT變換；對變換后的圖像插入輔助模板；借助輔助模板檢測圖像受到了何種幾何攻擊；對圖像進(jìn)行還原后，再檢測水印信息。實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例通過模板嵌入，在提取水印時(shí)先對圖像進(jìn)行修復(fù)后再進(jìn)行水印的提取，以達(dá)到更好的效果。
【IPC分類】G06T1-00
【公開號】CN104766267
【申請?zhí)枴緾N201510155042
【發(fā)明人】薛凱軍, 郝政煒, 肖劍, 羅微曉
【申請人】東莞中山大學(xué)研究院, 中山大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月2日