一种可预览的用户端图像水印方法技术

本发明专利技术公开了一种可预览的用户端图像水印方法，该水印方法包括以下步骤：图像所有者对原图像进行预处理，在原图像中划出三个区域并执行空间留空操作；图像所有者对预处理后的图像进行加密，把加密后的图像公开供用户预览；用户经过预览选择出自己想要的图像，向图像所有者提交授权申请，申请通过后由所有者为用户分发个性化解密密钥；用户使用个性化解密密钥对所选择的图像进行解密，得到嵌入有用户身份序列的水印图像；如果有侵犯版权的图像副本在后续被发现，通过从嫌疑图像中提取出水印，实现对非法重分发行为的追踪

【技术实现步骤摘要】
一种可预览的用户端图像水印方法


[0001]本专利技术涉及图像水印和版权保护领域，具体为一种可预览的用户端图像水印方法
。

技术介绍

[0002]随着社交网络的不断发展，广泛的图像共享正变得越来越普遍
。
在图像共享过程中，往往有许多要求版权保护的主张
。
一般来说，版权图像的所有者只希望授权用户能够访问版权图像，而不允许授权用户将版权图像重新分发给其他人
。
鲁棒数字水印是打击这种非法重分发行为的一种常见技术
。
通过隐蔽地嵌入一个独特的水印序列到共享图像中作为用户的身份标记，一旦所有者发现一个侵犯版权的图像副本，就可以在法官的见证下从图像副本中提取出先前所嵌入的水印序列，从而对侵犯版权用户的身份进行追踪
。
[0003]根据水印嵌入操作发生位置的不同，水印方案可分为所有者端嵌入和用户端嵌入
。
在前一类别中，所有者负责将每个用户的水印序列嵌入到原始图像中，然后将得到的水印图像分别发送给每个用户
。
因此，一旦用户数量较大，所有者将会面临沉重的计算和通信负担，从而导致可扩展性较差
。
相比之下，在后一种类型中，所有者只需要加密原始图像一次，并将加密结果共享给每个用户
。
之后，当用户使用其个性化密钥解密图像时，用户水印被自动地嵌入到图像中
。
由于共享给每个用户的加密图像是相同的，因此共享操作可以使用一些带宽节省机制，例如多播和缓存
。/>由此，所有者可以在计算和通信成本方面获得大量的节省，从而解决可扩展性问题
。
[0004]然而，现有用户端水印方案中的加密图像均在视觉上完全模糊，用户无法通过加密图像获知到有关原图像内容的任何信息
。
因此，当被给到一批加密图像时，用户无法进行预览以选择所需的图像
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是如何在使用水印技术可扩展地实现图像版权保护的同时，满足用户的预览需求
。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0007]一种可预览的用户端图像水印方法，包括以下步骤：
[0008]步骤
1)
，图像所有者对原图像进行预处理，在原图像中划出三个区域并执行空间留空操作；
[0009]步骤
2)
，图像所有者对预处理后的图像进行加密，把加密后的图像公开供用户预览；
[0010]步骤
3)
，用户经过预览选择出自己想要的图像，向图像所有者提交授权申请，申请通过后由所有者为用户分发个性化解密密钥；
[0011]步骤
4)
，用户使用个性化解密密钥对所选择的图像进行解密，得到嵌入有用户身份序列的水印图像；
[0012]步骤
5)
，如果有侵犯版权的图像副本在后续被发现，通过从嫌疑图像中提取出水印，实现对非法重分发行为的追踪
。
[0013]作为本专利技术一种可预览的用户端图像水印方法进一步的优化方案，所述步骤
1)
的详细步骤如下：
[0014]步骤
1.1)
，图像所有者将原图像
I
o
划分为互不重叠的
n
×
n
分块；
[0015]步骤
1.2)
，对于每一个图像分块，所有者在其中划出三个区域：调整区域
、
信息隐藏区域和水印嵌入区域，调整区域和信息隐藏区域互不重叠，令剩余区域为调整区域
、
信息隐藏区之外的所有区域，则水印嵌入区域包括剩余区域的部分像素以及调整区域的部分像素；
[0016]具体来说，剩余区域值在区间
[a
，
255
‑
a]中的像素和调整区域值在区间
[a
，
127
‑
a]∪[129+a
，
255
‑
a]中的像素共同组成水印嵌入区域，
a
是用于调整水印嵌入强度的参数；
[0017]步骤
1.3)
，所有者执行空间留空操作，即使用信息隐藏算法将调整区域像素的最高有效位嵌入到隐藏区域
。
[0018]作为本专利技术一种可预览的用户端图像水印方法进一步的优化方案，所述步骤
2)
的详细步骤如下：
[0019]步骤
2.1)
，图像所有者将经过预处理的图像组织为长度
N
为的向量
m
，随后对
m
执行完全加密：
[0020][0021]式中，和都是
P
个长度为
N、
随机生成且相互正交的向量，中对应非水印嵌入区域的元素为0，中对应水印嵌入区域的元素为0；
E
为加密查找表，其是长度为
T
且元素值服从高斯分布的向量，
T
远小于
N
；
R
为用于在一个方向上加密图像的加密查找表元素数，
h
是长度为
2PR
且元素值从
[1
，
N]中选取的向量，
m
r
的计算如下：
[0022][0023]式中，
A
为从中随机选取
L
h
个向量后，将它们按列排列组成的矩阵，
m
p
和
m
d
的计算如下：
[0024][0025]式中，
m
o
为通过将原图像
I
o
组织为向量得到，
QDM
代表量化抖动调制器，
Δ
为量化步长，
d
为抖动量；
[0026]步骤
2.2)
，所有者将经过完全加密得到的向量
c
重新组织为图像
I
f
，并将
I
f
划分为互不重叠的
n
×
n
分块；
[0027]步骤
2.3)
，对于
I
f
的每一个图像分块，所有者执行调整操作，得到的加密图像
I
e
，具体包括如下步骤：
[0028]步骤
2.3.1)
，将调整区域像素的最高有效位置零；
[0029]步骤
2.3.2)
，计算分块的像素和
S3，如果
S3小于原图像分块像素和
S1，则执行如下
计算：
[0030][0031]式中，
round
表示以四舍五入的方式取整；
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可预览的用户端图像水印方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1)
，图像所有者对原图像进行预处理，在原图像中划出三个区域并执行空间留空操作；步骤
2)
，图像所有者对预处理后的图像进行加密，把加密后的图像公开供用户预览；步骤
3)
，用户经过预览选择出自己想要的图像，向图像所有者提交授权申请，申请通过后由所有者为用户分发个性化解密密钥；步骤
4)
，用户使用个性化解密密钥对所选择的图像进行解密，得到嵌入有用户身份序列的水印图像；步骤
5)
，如果有侵犯版权的图像副本在后续被发现，通过从嫌疑图像中提取出水印，实现对非法重分发行为的追踪
。2.
如权利要求1所述可预览的用户端图像水印方法，其特征在于，所述步骤
1)
的详细步骤如下：步骤
1.1)
，图像所有者将原图像
I
o
划分为互不重叠的
n
×
n
分块；步骤
1.2)
，对于每一个图像分块，所有者在其中划出三个区域：调整区域
、
信息隐藏区域和水印嵌入区域，调整区域和信息隐藏区域互不重叠，令剩余区域为调整区域
、
信息隐藏区之外的所有区域，则水印嵌入区域包括剩余区域的部分像素以及调整区域的部分像素；具体来说，剩余区域值在区间
[a,255
‑
a]
中的像素和调整区域值在区间
[a,127
‑
a]∪[129+a,255
‑
a]
中的像素共同组成水印嵌入区域，
a
是用于调整水印嵌入强度的参数；步骤
1.3)
，所有者执行空间留空操作，即使用信息隐藏算法将调整区域像素的最高有效位嵌入到隐藏区域
。3.
如权利要求2所述可预览的用户端图像水印方法，其特征在于，所述步骤
2)
的详细步骤如下：步骤
2.1)
，图像所有者将经过预处理的图像组织为长度
N
为的向量
m
，随后对
m
执行完全加密：式中，和都是
P
个长度为
N、
随机生成且相互正交的向量，中对应非水印嵌入区域的元素为0，中对应水印嵌入区域的元素为0；
E
为加密查找表，其是长度为
T
且元素值服从高斯分布的向量，
T
远小于
N
；
R
为用于在一个方向上加密图像的加密查找表元素数，
h
是长度为
2PR
且元素值从
[1,N]
中选取的向量，
m
r
的计算如下：式中，
A
为从中随机选取
L
h
个向量后，将它们按列排列组成的矩阵，
m
p
和
m
d
的计算如下：式中，
m
o
为通过将原图像
I
o
组织为向量得到，
QDM
代表量化抖动调制器，
Δ
为量化步长，
d
为抖动量；步骤
2.2)
，所有者将经过完全加密得到的向量
c
重新组织为图像
I
f
，并将
I
f
划分为互不重叠的
n
×
n
分块；步骤
2.3)
，对于
I
f
的每一个图像分块，所有者执行调整操作，得到的加密图像
I
e
，具体包括如下步骤：步骤
2.3.1)
，将调整区域像素的最高有效位置零；步骤
2.3.2)
，计算分块的像素和
S3，如果
S3小于原图像分块像素和
S1，则执行如下计算：式中，
round
表示以四舍五入的方式取整；步骤
2.3.3)
，如果
num
不大于分块中调整区域的像素数量，那么将调整区域中
num
个像素的最高有效位置1；否则，将调整区域中所有像素的最高有效位置1；步骤
2.3.4)
，生成密钥
K
，在
K
的控制下，对分块中的像素进行置乱，得到的加密图像
I
e
；步骤
2.4)
，所有者公开加密图像
I
e
供用户预览选择
。4.
如权利要求3所述可预览的用户端图像水印方法，其特征在于，所述步骤
3)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖祥立，张玉书，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：