一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法技术

本发明专利技术提出一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，解决了如何抵抗几何变换、打印扫描及拍摄对数字图像水印的不利影响，兼顾水印提取与水印图像主观质量的问题，数字图像水印嵌入过程基于原始图像的Zernike矩，通过量化嵌入的方法进行水印嵌入，根据水印嵌入前后的Zernike矩重构图像，对重构图像的差值采用选择性区域截断的方式，叠加到原始图像上生成水印图像，提升了水印图像的主观质量，基于Zernike矩变换，设计了一种匹配的数字图像水印提取算法，其中包含图像自动定位方法，提取水印过程可以抵抗旋转、缩放、噪声、压缩等带来的影响，从而保证了水印信息的有效提取。

【技术实现步骤摘要】
一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法
本专利技术涉及数字图像认证的
，更具体地，涉及一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法。
技术介绍
数字水印是将特定的信息嵌入数字信号中，数字信号可能是音频、图像或视频等，数字水印可分为浮现式和隐藏式两种，前者是可被看见的水印，其所包含的信息可在观看图片或视频时同时被看见；后者是以数字资料的方式加入音频、图片或视频中，一般情况下无法被看见，本专利技术属于隐藏式水印，其重要应用之一是保护著作权，期望能借此避免或阻止数字媒体未经授权的复制和拷贝。数字水印图像在使用过程中可能遭受到几何变换或者打印扫描/拍摄等攻击，这些攻击能够破坏水印检测的同步性。微小的几何变换攻击就可能使得水印检测失败，打印扫描攻击涉及到数模转换和模数转换过程，其中包含多次不均匀采样和量化，经过打印扫描视觉效果和原图相似，但图像质量已被破坏，出现像素失真和几何失真的现象；经过打印拍摄，不仅存在像素失真，还会出现倾斜拍摄导致的非仿射畸变。因此，设计出能够稳健地抵抗这些攻击的水印方法十分有必要。有些人提出了许多稳健的数字水印方法来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，所述方法包括数字图像水印嵌入过程及数字图像水印提取过程，所述数字图像水印嵌入过程首先确定待嵌入水印的原始图像，基于原始图像的Zernike矩，通过量化嵌入的方法进行水印嵌入，根据水印嵌入前后的Zernike矩重构图像，对重构图像的差值采用选择性区域截断的方式，叠加到原始图像上生成水印图像；所述数字图像水印提取过程配合数字图像水印嵌入过程，将数字图像水印嵌入过程生成的水印图像经打印扫描/拍摄后作为待测图像，基于Zernike矩变换，进行水印提取。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，所述方法包括数字图像水印嵌入过程及数字图像水印提取过程，所述数字图像水印嵌入过程首先确定待嵌入水印的原始图像，基于原始图像的Zernike矩，通过量化嵌入的方法进行水印嵌入，根据水印嵌入前后的Zernike矩重构图像，对重构图像的差值采用选择性区域截断的方式，叠加到原始图像上生成水印图像；所述数字图像水印提取过程配合数字图像水印嵌入过程，将数字图像水印嵌入过程生成的水印图像经打印扫描/拍摄后作为待测图像，基于Zernike矩变换，进行水印提取。


2.根据权利要求1所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，所述数字图像水印嵌入过程具体包括：
S1.确定原始图像的种类，根据原始图像的种类选择水印嵌入通道；
S2.确定原始图像Zernike矩的最大阶数N，计算单通道图像的n阶m重Zernike矩Anm；
S3.筛选Zernike矩，将筛选后的Zernike矩组成可嵌入水印的矩集合P，固定Anm，生成矩集合P中每个Zernike矩Anm的重构图像；
S4.计算重构图像的区域指标，根据指标大小确定待嵌入水印信息的Zernike矩位置；
S5.对Zernike矩进行归一化，利用量化嵌入方法修改对应Zernike矩位置的Zernike矩幅值，嵌入水印，生成嵌入水印后的归一化Zernike矩幅值，并计算嵌入水印后的Zernike矩；
S6.根据嵌入水印前后的Zernike矩重构图像，计算两幅重构图像的差值并进行选择性区域截断，将优化后的差值图像叠加到原始图像上生成水印图像。


3.根据权利要求2所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，步骤S1所述确定原始图像的种类，根据原始图像的种类选择水印嵌入通道的过程包括：
确认原始图像是彩色图像还是灰度图像，若是彩色图像，则将原始图像变换到YCbCr色度空间，选择Y通道进行水印嵌入；若是灰度图像，则直接在原始图像上进行水印嵌入。


4.根据权利要求3所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，步骤S2所述n阶m重Zernike矩Anm的计算公式为：






其中，x，y表示原始图像的像素坐标，n为非负整数，表示阶数；m为整数，表示重复度；n和m满足：0≤n≤N,n-|m|为偶数，n≥|m|；Vnm(x,y)表示Zernike多项式，是单位圆内一类完备的正交基，表示为：



其中，Rnm(ρ)为径向多项式，定义为：





5.根据权利要求4所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，步骤S3所述筛选Zernike矩的过程包括：
根据Zernike矩的共轭性和对称性，去除重复的矩；
根据部分Zernike矩的正交性偏离问题，去除重复度为4的倍数的矩；
筛选后的Zernike矩组成可嵌入水印的矩集合P表示为：
P＝{Anm,n≤N,m≥0,m≠4i}；
固定Anm，生成矩集合P中每个Zernike矩Anm的重构图像表示为其中，









x，y均表示图像的像素坐标；
步骤S4所述区域指标为每个重构图像内切圆区域与圆环区域的像素指标，计算的具体过程包括：
计算区域内像素值的均值平方与方差之和Gq：



其中，q表示不同的分析区域，Eq表示区域内像素值的均值，表示区域内像素值的方差；
计算矩集合P中所有Zernike矩在圆环区域的值的平均值保留的Zernike矩，构成集合P2；将集合P2中Zernike矩根据其在内切圆区域的值从小到大排序，选取对应最小的L个Zernike矩作为嵌入水印的位置，筛选后的L个Zernike矩组成Zernike矩向量L表示待嵌入水印信息的比特长度。


6.根据权利要求5所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，步骤S5中所述对Zernike矩进行归一化的过程为：
利用Zernike...

【专利技术属性】
技术研发人员：康显桂，王立华，尹雪梅，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44