專利名稱：一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字水印技術(shù)，尤其是涉及一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法。
背景技術(shù)：
立體圖像/視頻由于能夠給人們帶來更加真實(shí)的場景感受而深受歡迎，同時(shí)市場的應(yīng)用需求也推動(dòng)著立體圖像/視頻技術(shù)的快速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，攻擊者能夠較容易地對多媒體內(nèi)容進(jìn)行復(fù)制、修改、編輯和存儲(chǔ)等操作，使得這些高端資源的內(nèi)容受到質(zhì)疑。如何對立體圖像/視頻內(nèi)容的認(rèn)證已成為一個(gè)亟待解決的問題。數(shù)字水印技術(shù)作為一種信息隱藏技術(shù)為多媒體內(nèi)容認(rèn)證提供了新的解決方法。針對內(nèi)容認(rèn)證的數(shù)字水印技術(shù)分為脆弱的和半脆弱的兩類脆弱水印能夠檢測任何對圖像完整性的破壞，而半脆弱水印能夠容忍一定程度的有益圖像處理操作；半脆弱水印技術(shù)對非惡意的圖像處理操作(如大于70%的JPEG壓縮、濃度小于5%的椒鹽噪聲和濃度不大于O. 5%的高斯白噪聲等)具有魯棒性，而對惡意篡改操作(如圖像剪切、圖像拼接、旋轉(zhuǎn)和小于70%的JPEG壓縮等)具有脆弱性。在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要能夠有效區(qū)分有益圖像處理與惡意篡改的半脆弱水印方法。近年來，基于內(nèi)容認(rèn)證的平面圖像水印方法受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。Lee提出一種平面圖像的脆弱水印方法，其將圖像高五位信息生成恢復(fù)水印存儲(chǔ)兩次，并將圖像的定位及恢復(fù)水印嵌入在低三位，在恢復(fù)的過程中能夠恢復(fù)原來的高五位信息，影響圖像的透明性。Tasi提出一種基于小波變換域的半脆弱水印方法，此方法中恢復(fù)水印只存儲(chǔ)一次，降低了圖像恢復(fù)的能力，同時(shí)，定位和恢復(fù)水印嵌入的幅度較大，造成圖像的透明性較差。立體水印方法在立體圖像的版權(quán)保護(hù)和完整性認(rèn)證兩個(gè)方面有一定的發(fā)展。Lee等人提出了一種基于繪制的水印方法實(shí)現(xiàn)三維圖像內(nèi)容的版權(quán)保護(hù)，該方法能夠容忍繪制 過程中所產(chǎn)生的一定程度的失真。Campisi等人提出了一種基于水印技術(shù)的圖像編碼方法，以實(shí)現(xiàn)立體圖像的安全保護(hù)。Zhou針對版權(quán)保護(hù)提出了一種基于超混沌離散系統(tǒng)的立體圖像零水印方法，該方法對加噪、濾波、壓縮、剪切等各種攻擊能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的魯棒性。Luo提出了一種立體圖像水印方法，其使用離散余弦變換從而達(dá)到版權(quán)保護(hù)的目的。然而，以上所述的立體數(shù)字水印方法存在以下問題一方面，它們主要集中于魯棒性水印技術(shù)的研究，半脆弱水印方法及其應(yīng)用的研究較為罕見；另一方面，由于它們未能充分挖掘人類視覺感知特性，因此圖像透明性有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其在保證立體圖像質(zhì)量保持不變或變化不大的前提下，能夠有效地保護(hù)圖像內(nèi)容真實(shí)性及完整性，能夠有效地提高圖像的透明性，并且能夠很好地實(shí)現(xiàn)透明性、對偶然攻擊的魯棒性與對惡意攻擊脆弱性三者之間的平衡。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于包括以下步驟①在水印嵌入端，將待嵌入水印的立體圖像記為{SOTg(m，η)}，將{SOTg(m，η)}的視差圖像記為{DOTg(m，n)},將{SOTg(m，n)}的左圖像記為{LOTg(m，n)},將{SOTg(m，n)}的右圖像記為{ROTg(m, η)},其中，{Sorg (m, η)} > {Dorg (m, η)} > {Lorg (m, η)}和{ROTg(m，n)}的分辨率為MXN, I彡m彡Μ, I彡η彡N, Sorg(m, η)表示{SOTg(m, η)}中坐標(biāo)位置為(m, η)的像素點(diǎn)的像素值，DOTg(m，η)表示{DOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，η)的像素點(diǎn)的像素值，LOTg(m，η)表示{Lorg (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值,ROTg(m, η)表示{ROTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值；②以兩種圖像塊劃分方式將{LOTg(m，n)}和{ROTg(m，n)}分別劃分成多個(gè)圖像塊，
第一種劃分方式將{LOTg(m，η)}和{ROTg(m，n)}分別劃分成
權(quán)利要求
1. 一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于包括以下步驟 ①在水印嵌入端，將待嵌入水印的立體圖像記為{SOTg(m，n)}，將{SOTg(m，n)}的視差圖像記為{DOTg(m，n)},將{SOTg(m，n)}的左圖像記為{LOTg(m，n)},將{SOTg(m，n)}的右圖像記為 IRmi5 (m, η)},其中，{SOTg(m，n)}、{Dorg (m, η)} > {Lorg (m, η)}和{ROTg(m，n)}的分辨率為MXN, I≤m≤Μ, I≤η≤N, Sorg(m, η)表示{SOTg(m, η)}中坐標(biāo)位置為(m, η)的像素點(diǎn)的像素值，DOTg(m，η)表示{DOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，η)的像素點(diǎn)的像素值，LOTg(m，η)表示{Lorg (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值,ROTg(m, η)表示{ROTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值； ②以兩種圖像塊劃分方式將{LOTg(m，η)}和{ROTg(m，n)}分別劃分成多個(gè)圖像塊，第一種劃分方式將{LOTg(m，η)}和{ROTg(m，n)}分別劃分成個(gè)互不重疊的尺寸大小 為2X2的第一圖像塊，將{LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊記為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟③的具體過程為 ③-1、對{LOTg(m，n)}中的每個(gè)第一圖像塊進(jìn)行奇異值分解，得到各自對應(yīng)的U矩陣和V矩陣，分別記為隊(duì)和';對{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第一圖像塊進(jìn)行奇異值分解，得到各自對應(yīng)的U矩陣和V矩陣，分別記為Ur和Vk ； ③-2、判斷{LOTg(m，n)}中的每個(gè)第一圖像塊奇異值分解后得到的U矩陣隊(duì)中的左上角值是否大于V矩陣'中的左上角值，如果是，將對應(yīng)的第一圖像塊的特征信息的值置為1，否則，將對應(yīng)的第一圖像塊的特征信息的值置為O ; 判斷{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第一圖像塊的U矩陣Uk中的左上角值是否大于V矩陣Vk中的左上角值，如果是，將對應(yīng)的第一圖像塊的特征信息的值置為1，否則，將對應(yīng)的第一圖像塊的特征信息的值置為O ; ③-3、令{WOTg(m，n)}表不{Sorg (m, η)}的定位水印,將{WOTg(m，n)}劃分成
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟④的具體過程為 ④-1、獲取{R g(m，n)}的背景亮度圖像和邊緣強(qiáng)度圖像，分別記為{bgOTg(m，n)}和{ehorg(m, η)},其中，{bgOTg(m, η)}和{ehOTg (m, η)}的分辨率均為 MXN, bgorg(m, η)表示{bgorg(m, n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值，ehOTg(m，η)表示{ehOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值； ④-2、根據(jù){DOTg(m, η)}、{bgOTg(m, η)}和{ehOTg(m, η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值，計(jì)算{LOTg (m，η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的全局雙目恰可覺察失真值，將{LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，η)的像素點(diǎn)的全局雙目恰可覺察失真值記為Gbind (m，η)，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟⑤的具體過程為 ⑤-1、計(jì)算
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟⑤-2的具體過程為 Al、根據(jù)μ和δ，計(jì)算{LOTg(m，n)}中的非敏感區(qū)域與較敏感區(qū)域的分割閾值及較敏感區(qū)域與敏感區(qū)域的分割閾值，分別記為a和b，a=y-S，b=y + S ； B1、比較{GBjro(m，n)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的全局雙目恰可覺察失真值與b的大小，對{Lorg(m, η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行歸類，對于{6Β·(πι，η)}中坐標(biāo)位置為(m，η)的像素點(diǎn)，判斷6_(111，11)彡b是否成立，如果Giund(m, η)彡b成立，則確定{LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)屬于敏感區(qū)域，并將該像素點(diǎn)歸為第一類像素點(diǎn)，同時(shí)確定該像素點(diǎn)的像素值的h比特位上嵌入對應(yīng)的水印比特位；如果Gbjnd(m，η)彡b不成立，則再判斷a<GBJND (m, n) <b是否成立,如果a〈G_ (m, n) <b成立,則確定{LOTg (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m, η)的像素點(diǎn)屬于較敏感區(qū)域，并將該像素點(diǎn)歸為第二類像素點(diǎn)，同時(shí)確定該像素點(diǎn)的像素值的b2比特位上嵌入對應(yīng)的水印比特位；如果a〈GBJND (m, n) <b不成立,則再判斷Gwnd (m, η)彡a是否成立,如果6_(111，n) Sa成立,則確定{LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m, η)的像素點(diǎn)屬于非敏感區(qū)域，并將該像素點(diǎn)歸為第三類像素點(diǎn)，同時(shí)確定該像素點(diǎn)的像素值的b3比特位上嵌入對應(yīng)的水印比特位。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟⑥的具體過程為 ⑥-1、對{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的高六位比特位的值進(jìn)行離散余弦變換，得到{R g(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的64個(gè)離散余弦變換系數(shù)，然后利用JPEG量化表對{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的64個(gè)離散余弦變換系數(shù)進(jìn)行量化； ⑥-2、對{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的64個(gè)量化后的離散余弦變換系數(shù)進(jìn)行Zigzag掃描形成一行，然后選取{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的前8個(gè)量化后的離散余弦變換系數(shù)，其中，每個(gè)量化后的離散余弦變換系數(shù)為十進(jìn)制形式； ⑥-3、以二進(jìn)制表示{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的前8個(gè)離散余弦變換系數(shù)，得到{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊對應(yīng)的64個(gè)水印比特位，由{ROTg(m，n)}中的所有第二圖像塊對應(yīng)的所有水印比特位組成一個(gè)第一恢復(fù)信息用水??； ⑥-4、對{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的坐標(biāo)位置在密鑰K3下進(jìn)行Torus二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第三坐標(biāo)位置，對{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的坐標(biāo)位置在密鑰1(4下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第四坐標(biāo)位置，將{ROTg(m，n)}中位置坐標(biāo)為(X，y)的第二圖像塊d (U)的坐標(biāo)位置(x，y)在密鑰K3和密鑰K4下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第三坐標(biāo)位置和第四坐標(biāo)位置記為(x’，y’)和(X"，y")，x' = (x X K3) mod (M/8)+1, y' =(yXK3)mod(N/8)+l, x " = (x X K4) mod (M/8)+1，y " = (y X K4)1110(10/8)+1，其中，1110(1為取模運(yùn)算符號(hào)，1(1古1(2古1(3古1(4，1(3￡
, K4 e
; ⑥-5、將{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊對應(yīng)的64個(gè)水印比特位的值賦值給坐標(biāo)位置為{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的坐標(biāo)位置映射后得到的第三坐標(biāo)位置的第二圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值的4比特位，及對應(yīng)賦值給坐標(biāo)位置為{ROTg(m，n)}中的每個(gè)第二圖像塊的坐標(biāo)位置映射后得到的第四坐標(biāo)位置的第二圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值的k比特位，完成將第一恢復(fù)信息用水印嵌入{ROTg(m，n)}中；對于{ROTg(m，n)}中位置坐標(biāo)為(X，y)的第二圖像塊Gg (x,v)，將Cfy (U)對應(yīng)的64個(gè)水印比特位的值一一對應(yīng)地賦值給坐標(biāo)位置為(x’，y’)的第二圖像塊中的64個(gè)像素點(diǎn)的像素值的Id1比特位，并將Cfs(Xj)對應(yīng)的64個(gè)水印比特位的值一一對應(yīng)地賦值給坐標(biāo)位置為(X"，y")的第二圖像塊Ci(P,J”)中的64個(gè)像素點(diǎn)的像素值的K比特位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟⑦的具體過程為 ⑦-1、根據(jù){DOTg(m，n)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值，確定{LOTg(m，n)}中的每個(gè)像素點(diǎn)為不可匹配像素點(diǎn)或?yàn)榭善ヅ湎袼攸c(diǎn)，對于{LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)，判斷{DOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值DOTg(m, η)是否為255,如果是,確定{LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)為不可匹配像素點(diǎn)，否則，確定{LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)為可匹配像素點(diǎn)； 然后確定{LOTg(m，η)}中的每個(gè)第二圖像塊為不可匹配塊或可匹配塊，對于{LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(x，y)的第二圖像塊判斷(尤.V)中是否存在不可匹配像素點(diǎn)，如果存在，確定(U)為不可匹配塊并歸為不可匹配區(qū)域，否則，確定(x，y)為可匹配塊并歸為可匹配區(qū)域； ⑦-2、對{LOTg(m，n)}中的每個(gè)不可匹配塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的高四位比特位進(jìn)行離散余弦變換，得到{LOTg(m，η)}中的每個(gè)不可匹配塊的64個(gè)離散余弦變換系數(shù)，然后利用JPEG量化表對{LOTg(m，η)}中的每個(gè)不可匹配塊的64個(gè)離散余弦變換系數(shù)進(jìn)行量化； ⑦-3、對{LOTg(m，n)}中的每個(gè)不可匹配塊的64個(gè)量化后的離散余弦變換系數(shù)進(jìn)行Zigzag掃描形成一行，然后選取{LOTg(m，n)}中的每個(gè)不可匹配塊的前8個(gè)量化后的離散余弦變換系數(shù)，其中，每個(gè)量化后的離散余弦變換系數(shù)為十進(jìn)制形式； ⑦-4、以二進(jìn)制表示{LOTg(m，n)}中的每個(gè)不可匹配塊的前8個(gè)量化后的離散余弦變換系數(shù)，得到{LOTg(m，n)}中的每個(gè)不可匹配塊對應(yīng)的64個(gè)水印比特位，由{LOTg(m，n)}中的所有不可匹配塊對應(yīng)的所有水印比特位組成一個(gè)第二恢復(fù)信息用水??； ⑦-5、對{LOTg(m，η)}中的每個(gè)不可匹配塊的坐標(biāo)位置在密鑰K3下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第五坐標(biāo)位置，假設(shè){LOTg(m，η)}中坐標(biāo)位置為(x，y)的第二圖像塊(U)為不可匹配塊，則將Gts (U)的坐標(biāo)位置(X，y)在密鑰K3下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第五坐標(biāo)位置記為(X*，/)，x*=(xXK3)m0d(M/8)]+l，y*=(yXK3)mod(N/8)]+l,其中，mod為取模運(yùn)算符號(hào)； ⑦-6、將{LOTg(m，n)}中的每個(gè)不可匹配塊對應(yīng)的64個(gè)水印比特位的值賦值給坐標(biāo)位置為每個(gè)不可匹配塊的坐標(biāo)位置映射后得到的第五坐標(biāo)位置的第二圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值的h比特位，完成將第二恢復(fù)信息用水印嵌入{LOTg(m，n)}中；假設(shè){LOTg(m，n)}中坐標(biāo)位置為(x，y)的第二圖像塊(U)為不可匹配塊，則將(X，凡)對應(yīng)的64個(gè)水印比特位的值一一對應(yīng)地賦值給坐標(biāo)位置為( )的第二圖像塊中的64個(gè)像素點(diǎn)的像素值的k比特位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟3)的具體過程為 3)_1、獲取{Rwat(m，n)}的背景亮度圖像和邊緣強(qiáng)度圖像，分別記為Ibgwat (m，η)}和{ehwat (m, η)},其中，{bgwat (m, η)}和{ehwat (m, η)}的分辨率均為 MX N, bgwat (m, n)表示Ibgwat (m，η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值，ehwat (m，η)表示Iehwat (m，η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值； 3) -2、根據(jù){Dwat (m, η)}、{bgwat (m, η)}和{ehwat (m, η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值，，計(jì)算{Lwat(m，η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的全局雙目恰可覺察失真值，將ILwat(m，η)}中坐標(biāo)位置為(m，η)的像素點(diǎn)的全局雙目恰可覺察失真值記為Hbind (m，η)，
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟4)的具體過程為 4)-1、計(jì)算{HB1ND(m，n)}中的所有像素點(diǎn)的全局雙目恰可覺察失真值的全局 平均值和全局標(biāo)準(zhǔn)差值，分別記為μ ’和
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟4) -2的具體過程為 A2、根據(jù)μ '和δ '，將{Lwat(m，η)}中的非敏感區(qū)域與較敏感區(qū)域的分割閾值及較敏感區(qū)域與敏感區(qū)域的分割閾值，分別記為a'和b'，a' =μ / -δ'，b' =μ / +δ'； Β2、比較{Ηβ· (m，η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的全局雙目恰可覺察失真值與b '的大小，對{Lwat (m, η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行歸類,對于{Ηβ· (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m, η)的像素點(diǎn)，判斷Hwnd (m, η) Sb'是否成立，如果Hwnd (m, η) Sb'成立，則確定{Lwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)屬于敏感區(qū)域,并將該像素點(diǎn)歸為第一類像素點(diǎn)，同時(shí)確定該像素點(diǎn)的像素值的h比特位上嵌入有水印比特位；如果HBjro(m，n) W不成立，則再判斷a' <Hbjnd (m, n) <b;是否成立,如果a' <HBJND (m, n) <b;成立,則確定{Lwat (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)屬于較敏感區(qū)域,并將該像素點(diǎn)歸為第二類像素點(diǎn)，同時(shí)確定該像素點(diǎn)的像素值的b2比特位上嵌入有水印比特位；如果a' <H_(m，n)〈b'不成立，則再判斷Hbjnd(m, n)是否成立,如果Hbjnd(m, n) Sa'成立,則確定{Lwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m, η)的像素點(diǎn)屬于非敏感區(qū)域,并將該像素點(diǎn)歸為第三類像素點(diǎn)，同時(shí)確定該像素點(diǎn)的像素值的b3比特位上嵌入有水印比特位。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟5)的具體過程為 5)-1、對ILwat(m，η)}中的每個(gè)第一圖像塊進(jìn)行奇異值分解，得到各自對應(yīng)的U矩陣和V矩陣，分別記為Utaat和Vtaat ;依次對{Rwat(m，n)}中的每個(gè)第一圖像塊進(jìn)行奇異值分解，得到各自對應(yīng)的U矩陣和V矩陣，分別記為Uarat和Vftrat ； 5)-2、判斷ILwat (m，η)}中的每個(gè)第一圖像塊的U矩陣Utaat中的左上角值是否大于V矩陣'wat中的左上角值，如果是，則將對應(yīng)的第一圖像塊的特征信息的值置為1，否則，將對應(yīng)的第一圖像塊的特征信息的值置為O ; 判斷{Rwat(m，n)}中的每個(gè)第一圖像塊的U矩陣隊(duì)_中的左上角值是否大于V矩陣Varat中的左上角值，如果是，則將對應(yīng)的第一圖像塊的特征信息的值置為1，否則，將對應(yīng)的第一圖像塊的特征信息的值置為O ; 5)_3、令{
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟6)的具體過程為6)-1、計(jì)算 Iffwat (m, η)}與{『二 (《V )}的差圖像，記為{Ewat (m, η)},將{Ewat (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值記為 Ewat (m，n)，=中，“I I”為取絕對值符號(hào)； 6)-2、將{Ewat(m，n)}劃分成個(gè)互不重疊的尺寸大小為2X2的第一圖像塊，將 {Ewat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊記為BEwat(i，j)，其中， 6)-3、將{Ewat(m，n)}中的每個(gè)第一圖像塊的坐標(biāo)位置在密鑰K1和密鑰K2下分別進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第一坐標(biāo)位置和第二坐標(biāo)位置，將{Ewat(m，n)}中的第一圖像塊BEwat (i，j)的坐標(biāo)位置(i，j)在密鑰K1下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第一坐標(biāo)位置記為(i’，j’)，將{Ewat(m，n)}中的第一圖像塊BEwat (i，j)的坐標(biāo)位置(i，j)在密鑰K2下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第一坐標(biāo)位置記為(i"，j" ), i'=(IXK1) mod (M/2)+1, j'= (j XK^mod (N/2)+1, i" = (i X K2) mod (M/2)+1，j" =(jXK2)mod(N/2)+l，其中，mod 為取模運(yùn)算符號(hào)，K1 ^K2iK1 e [Ο, 100], K2 e [O, 100]； 6)_4、根據(jù){Ewat(m，n)}中的每個(gè)第一圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值生成{Lwat(m，n)}的定位圖像{Etaat(i，j)}和{Rwat(m，n)}的定位圖像{EKwat (i，j)}，具體過程為 A6、如果{Ewat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊BEwat (i，j)中第一行第一列的像素點(diǎn)的像素值為0，則將(EbratIXjM中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)的像素值EbratQ, j)賦值為 0，然后判斷BEwat (i，j)中第一行第二列的像素點(diǎn)的像素值是否為0，如果是，則將{EKwat (i, j)}中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)的像素值Eftrat (i, j)賦值為0，否則，將IEftrat (i，J')}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)的像素值Eftrat (i, j)賦值為I,如果BEwat(i, j)中第一行第一列的像素點(diǎn)的像素值為1，則將{Etaat(i, j)}中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)的像素值Etaat (i，j)賦值為1，然后執(zhí)行步驟B6 ； B6、如果{Ewat(m，n)}中坐標(biāo)位置為第一坐標(biāo)位置(i '，j')的第一圖像塊BEwat (i' , )中第一行第一列的像素點(diǎn)的像素值為0，則判斷BEwat (P , )中第二行第一列的像素點(diǎn)的像素值是否為0，如果是，將{EKwat(i，j)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)的像素值Eftrat(i, j)賦值為0，否則，將{EKwat(i, j)}中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)的像素值Eftrat (i, j)賦值為I ;如果BEwat (i ' , )中第一行第一列的像素點(diǎn)的像素值為1，則執(zhí)行步驟C6 ； C6、如果{Ewat(m，n)}中坐標(biāo)位置為第二坐標(biāo)位置(i " , j ")的第一圖像塊BEwat(i"，j")中第一行第一列的像素點(diǎn)的像素值為0，則判斷BEwat(i"，j")中第二行第二列的像素點(diǎn)的像素值是否為0，如果是，將{EKwat(i，j)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)的像素值EKwat(i, j)賦值為0，否則，將{EKwat(i, j)}中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)的像素值EKwat (i，j)賦值為I ;如果BEwat (i"，j")中第一行第一列的像素點(diǎn)的像素值為1，則將IEftrat (i，J·)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的的像素點(diǎn)的像素值EKwat(i, j)賦值為I。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，其特征在于所述的步驟7)的具體過程為 7)-1、計(jì)算{Etaat(i，j)}中錯(cuò)誤的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)與篡改的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，然后計(jì)算{ELwat(i, j)}中錯(cuò)誤的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)與IEtaat(i，j)}中像素點(diǎn)的總數(shù)的比率，記為P1，再計(jì)算IEtat 中篡改的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)與錯(cuò)誤的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)的比率，記為S1，其中，對于 中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)，確認(rèn)其是否為錯(cuò)誤的像素點(diǎn)及是否為篡改的像素點(diǎn)的過程為如果{Etaat(i，j)}中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)的像素值EbratQ, j)為1，則確定{Etaat(i，j)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)為錯(cuò)誤的像素點(diǎn)；如果{Etaat(i，j)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)為 錯(cuò)誤的像素點(diǎn)，且以該錯(cuò)誤的像素點(diǎn)為中心的周圍8鄰域內(nèi)還有兩個(gè)錯(cuò)誤的像素點(diǎn)，則確定{Etaat(i, j)}中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)為篡改的像素點(diǎn)； 計(jì)算IE—(i，jM中錯(cuò)誤的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)與篡改的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，然后計(jì)算{ERwat(i, j)}中錯(cuò)誤的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)與IEftrat(i，j)}中像素點(diǎn)的總數(shù)的比率，記為Pr，再計(jì)算IEarat 中篡改的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)與錯(cuò)誤的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)的比率，記為δρ其中，對于IEftrat(i，中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)，確認(rèn)其是否為錯(cuò)誤的像素點(diǎn)及是否為篡改的像素點(diǎn)的過程為如果{EKwat(i, j)}中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)的像素值Eftrat(i, j)為1，則確定{EKwat(i，j)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)為錯(cuò)誤的像素點(diǎn)；如果{EKwat(i, j)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)為錯(cuò)誤的像素點(diǎn)，且以該錯(cuò)誤的像素點(diǎn)為中心的周圍8鄰域內(nèi)還有兩個(gè)錯(cuò)誤的像素點(diǎn)，則確定{EKwat(i, j)}中坐標(biāo)位置為(i, j)的像素點(diǎn)為篡改的像素點(diǎn)； 7)-2、判斷P I的值是否大于O且S1的值是否大于設(shè)定的閾值T，如果P 值大于O且S1的值大于設(shè)定的閾值T，則認(rèn)為ILwat (m，n)}為惡意篡改圖像，否則，認(rèn)為ILwat (m，n)}為非惡意篡改圖像； 判斷P J勺值是否大于O且δ ^的值是否大于設(shè)定的閾值T，如果Pr的值大于O且5r的值大于設(shè)定的閾值T，則認(rèn)為{Rwat(m，n)}為惡意篡改圖像，否則，認(rèn)為{Rwat(m，n)}為非惡意篡改圖像； 7)-3、如果{Rwat(m，n)}為惡意篡改圖像，則判斷{EKwat(i，j)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值，確定{Rwat(m，n)}中遭到篡改的第一圖像塊，然后根據(jù)遭到篡改的第一圖像塊在{Rwat(m，n)}中找出對應(yīng)的第二圖像塊，再獲取找出的第二圖像塊的第一恢復(fù)信息，具體過程為 A7、判斷{EKwat(i，j)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)的像素值Eftrat(i，j)是否為1，如果Eftrat (i，j)為1，則認(rèn)為{Rwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊< (/,乃遭到篡改；B7、在{Rwat(m，η)}中找出遭到篡改的第一圖像塊所在的第二圖像塊，假設(shè)遭到篡改的第一圖像塊在所在的第二圖像塊中的坐標(biāo)位置為(1-mod(1-l, 4) X 4，j-mod(j_l, 4) X 4),并假設(shè)在{Rwat (m, η)}中找出的第二圖像塊為坐標(biāo)位置為(x，y)的第二圖像塊qL(w)，則將找出的第二圖像塊Ctrf(U)的坐標(biāo)位置(x，y)在密鑰K3下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第三坐標(biāo)位置，記為(X’，y’)，X’ = (xXK3)mod(M/8) +1,y' =(}^1(3)1]10(1(1^/8)+1，其中，叉=1]10(1(;[，4)+l,y=mod(j, 4)+1 ,mod為取模運(yùn)算符號(hào)，W K3, K3 e [O, 100]； C7、令 = (χ,-1)κ4 + (/-mod(/,4)χ 4)，] = (y' -1)χ4 + (./ -mod(/,4)χ4)，判斷{ERwat(i, j)}中坐標(biāo)位置為(U)的像素點(diǎn)的像素值是否為1，如果是，則認(rèn)為{Rwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊<,(0·)的第一恢復(fù)信息用水印遭到篡改，然后將找出的第二圖像塊(尤>')的坐標(biāo)位置(X，y)在密鑰K4下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第四坐標(biāo)位置，記為(χ"，y" )，x" =(xXK4)mod(M/8)+l，y" =(yXK4)mod(N/8)+l，再執(zhí)行步驟 E7，否則，執(zhí)行步驟 D7 ;其中，K1 ^ K2 ^ K3 ^ K4, K4 e [O, 100]；D7、提取{Rwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(x’，y’)的第二圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值的匕比特位中的64個(gè)第一恢復(fù)信息用水印比特位，將這64個(gè)第一恢復(fù)信息用水印比特位以每8個(gè)為一組，以十進(jìn)制表示每組的數(shù)，得到8個(gè)數(shù)，再將這8個(gè)數(shù)作為前8個(gè)數(shù)并且依次在末尾添加56個(gè)零形成一個(gè)I行64列的數(shù)組，然后進(jìn)行逆Zigzag掃描，最后對逆Zigzag掃描得到的8 X 8矩陣進(jìn)行反JPEG量化并進(jìn)行反離散余弦變換，獲得{Rwat (m, η)}中坐標(biāo)位置為(x，y)的第二圖像塊(U)的第一恢復(fù)信息，記為G ,將K中坐標(biāo)位置與遭到篡改的第一圖像塊5^(4力中的每個(gè)像素點(diǎn)在所在的第二圖像塊C:(x，>，)中的坐標(biāo) 位置對應(yīng)的四個(gè)像素點(diǎn)的像素值依次對應(yīng)地賦值給{Rwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊Ci(U)中的四個(gè)像素點(diǎn)，其中，第一恢復(fù)信息用水印比特位的值為I或0，巧的尺寸大小為8X8 ; E7、提取{Rwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(x〃，y")的第二圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值的k比特位中的64個(gè)第一恢復(fù)用水印比特位，將這64個(gè)第一恢復(fù)信息用水印比特以每8個(gè)為一組，以十進(jìn)制表示每組的數(shù)，得到8個(gè)數(shù)，再將這8個(gè)數(shù)作為前8個(gè)數(shù)并且依次在末尾添加56個(gè)零形成一個(gè)I行64列的數(shù)組，然后進(jìn)行逆Zigzag掃描，最后對逆Zigzag掃描得到的8X8矩陣進(jìn)行反JPEG量化并進(jìn)行反離散余弦變換，獲得{Rwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(x，y)的第二圖像塊(U)的第一恢復(fù)信息，記為，將中中坐標(biāo)位置與遭到篡改的第一圖像塊iC, (LJ)中的每個(gè)像素點(diǎn)在所在的第二圖像塊中的坐標(biāo)位置對應(yīng)的四個(gè)像素點(diǎn)的像素值依次對應(yīng)地賦值給{Rwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊中的四個(gè)像素點(diǎn)，其中，第一恢復(fù)信息用水印比特位的值為I或o，S的尺寸大小為8X8 ; 7)-4、如果{Lwat (m，n)}為惡意篡改圖像，則根據(jù){Dwat (m, η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值，確定ILwat (m，η)}中的每個(gè)像素點(diǎn)為不可匹配像素點(diǎn)或?yàn)榭善ヅ湎袼攸c(diǎn)，對于{Lwat (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn),如果{Dwat(m，n)}中坐標(biāo)位置為(m, η)的像素點(diǎn)的像素值Dwat (m，η)為255，則確定{Lwat (m，η)}中坐標(biāo)位置為(m，η)的像素點(diǎn)為不可匹配像素點(diǎn)，如果{Dwat (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值Dwat (m, η)不為255,確定{Lwat(m，η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)為可匹配像素點(diǎn)，然后判斷{Etaat(i，j)}中每個(gè)像素點(diǎn)的像素值，確定ILwat (m，η)}中遭到篡改的第一圖像塊，再根據(jù)遭到篡改的第一圖像塊在ILwat (m，η)}中找出對應(yīng)的第二圖像塊，當(dāng)找出的第二圖像塊為不可匹配塊時(shí)，獲取找出的第二圖像塊的第二恢復(fù)信息，當(dāng)找出的第二圖像塊為可匹配塊時(shí)，在{Rwat(m，n)}中尋找與遭到篡改的第一圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)的最佳匹配點(diǎn)，再將找到的四個(gè)最佳匹配點(diǎn)的像素值一一對應(yīng)地賦值給遭到篡改的第一圖像塊中的每個(gè)像素點(diǎn)，具體過程為F7、判斷{Etaat(i，j)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的像素點(diǎn)的像素值Ebrat(i，j)是否為1，如果ELwat(i, j)為1，則認(rèn)為ILwat (m，η)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊(U)遭到篡改；G7、在{Lwat(m，η)}中找出遭到篡改的第一圖像塊(t(U)所在的第二圖像塊，假設(shè)遭到篡改的第一圖像塊在所在的第二圖像塊中的坐標(biāo)位置為(1-mod(1-l, 4), j-mod(j-l, 4))，并假設(shè)在{Lwat (m, η)}中找出的第二圖像塊為坐標(biāo)位置為(X，y)的第二圖像塊其中，x=mod(i, 4)+1, y=mod(j, 4)+1, mod 為取模運(yùn)算符號(hào)；H7、判斷找出的第二圖像塊中是否存在不可匹配像素點(diǎn)，如果是，則確定(U)為不可匹配塊，然后執(zhí)行步驟17，否則，確定(U)為可匹配塊，然后執(zhí)行步驟J7 ；. 17、將找出的第二圖像塊Cti(U)的坐標(biāo)位置(x，y)在密鑰K3下進(jìn)行Torus 二維坐標(biāo)置換映射得到映射后的第三坐標(biāo)位置，記為(χ’，y’)，χ' = (χ X K3) mod (M/8)+1, y’=(yXK3)mod(N/8)+l，然后提取ILwat (m，n)}中坐標(biāo)位置為(χ’，y’)的第二圖像塊Qiai (x'，/)中的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值的bQ比特位中的64個(gè)第二恢復(fù)用水印比特位，將這64個(gè)第二恢復(fù)信息用水印比特位以每8個(gè)為一組，以十進(jìn)制表示每組的數(shù)，得到8個(gè)數(shù)，再將這8個(gè)數(shù)作為前8個(gè)數(shù)并且依次在末尾添加56個(gè)零形成一個(gè)I行64列的數(shù)組,然后進(jìn)行逆Zigzag掃描，最后對逆Zigzag掃描得到的8X8矩陣進(jìn)行反JPEG量化并進(jìn)行反離散余弦變換，獲得ILwat(m，η)}中坐標(biāo)位置為(x，y)的第二圖像塊O,_v)的第二恢復(fù)信息，記為圮，將足t中坐標(biāo)位置與遭到篡改的第一圖像塊見中的每個(gè)像素點(diǎn)在所在的第二圖像塊Qiflf(U)中的坐標(biāo)位置對應(yīng)的四個(gè)像素點(diǎn)的像素值依次對應(yīng)地賦值給ILwat (m，η)}中坐標(biāo)位置為(i，j)的第一圖像塊(U)中的四個(gè)像素點(diǎn)，其中，第二恢復(fù)信息用水印比特位的值為I或O，圮的尺寸大小為8X8，mod為取模運(yùn)算符號(hào)，K1^ K2^ K3，K3 e [O, 100]；J7、根據(jù)ILwat (m，η)}中遭到篡改的第一圖像塊疋,,(/,./)得到遭到篡改的四個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)位置，在{Rwat(m，n)}中找出BiU)中的每個(gè)遭到篡改的像素點(diǎn)對應(yīng)的最佳匹配點(diǎn)，并將在{Rwat (m, η)}中找到的四個(gè)最佳匹配點(diǎn)的像素值--對應(yīng)地賦值給([■/')中的每個(gè)遭到篡改的像素點(diǎn)，其中，{Rwat(m，n)}中的最佳匹配點(diǎn)的尋找過程為如果中 遭到篡改的像素點(diǎn)在ILwat (m，η)}中的坐標(biāo)位置為(m，n)，則根據(jù){Dwat (m，η)}中坐標(biāo)位置為(m，n)的像素點(diǎn)的像素值Dwat (m, η)，確定{Lwat (m, η)}中坐標(biāo)位置為(m, η)的像素點(diǎn)在{Rwat (m, η)}中對應(yīng)的最佳匹配點(diǎn)的坐標(biāo)位置為(m, n+Dwat (m, η))。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙目恰可覺察失真的立體圖像半脆弱水印方法，首先提取左右圖像的定位水??；然后根據(jù)左圖像雙目恰可覺察失真值確定定位水印在左圖像的嵌入比特位置，進(jìn)而將左右圖像的定位水印分層嵌入左圖像；最后利用離散余弦變換和JPEG量化壓縮將右圖像恢復(fù)信息嵌入到右圖像，而對于左圖像，則將遮擋暴露區(qū)域壓縮后的恢復(fù)信息嵌入到左圖像，優(yōu)點(diǎn)是本方法充分利用了左右圖像的匹配特性，使得篡改的立體圖像恢復(fù)的質(zhì)量得到了進(jìn)一步的提高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法不僅能夠準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)篡改區(qū)域的定位，而且能根據(jù)左右圖像的關(guān)系及恢復(fù)信息對篡改區(qū)域的內(nèi)容進(jìn)行恢復(fù)。
文檔編號(hào)H04N13/00GK103024375SQ201210461409
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者蔣剛毅, 王晶, 郁梅, 駱挺, 邵楓, 彭宗舉 申請人:寧波大學(xué)