多媒体版权保护方法技术

本发明专利技术涉及一种多媒体版权的保护方法，可以用于数字图像、音频、视频等多媒体产品等的版权保护，涉及图像处理技术、数字水印技术等技术领域。本方法首先应用提升小波算法对图像进行变换，然后应用元胞自动机对图像进行平滑处理，最后对平滑处理后的图像进行签名认证。仿真结果表明，该方法具有高鲁棒性，能够抵抗裁剪、旋转、噪声等攻击，适用于医学、军事等领域的多媒体版权保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多媒体版权的保护方法，可以用于数字图像、音频、视频等多媒体产品等的版权保护，涉及图像处理技术、数字水印技术等

技术介绍
随着网络的普及和计算机技术的发展，数字图像、音频、视频等多媒体产品给人们 带来了极大的便利。但是由于数字多媒体容易复制，未授权地复制和非法发布原创作品损 害了版权所有者的合法权益，数字多媒体迫切需要版权保护。 为了有效保护版权，Chen提出了 Chen氏算法，该算法应用DWT技术对图像进行 变换，具有一定的鲁棒性，但它的计算量大，运行时间较长。Chang等人在Chen的基础上对 Chen氏算法进行了改进，提高了运算速度，但该算法的鲁棒性欠佳。目前也有人提出建立 版权控制中心，但是目前提出的版权控制中心方法尚无对认证的安全性等问题进行深入分 析、讨论。
技术实现思路
本方法在上述基础上提出了一种高鲁棒性的。本方法首先应 用提升小波算法对图像进行变换，然后应用元胞自动机对图像进行平滑处理，最后对平滑 处理后的图像进行签名认证。 本方法是在认证中心控制下基于提升小波变换、混沌理论、元胞自动机理论的数 字图像版权保护方法。 本方法提出的认证模型主要包括签名和认证两个步骤。签名步骤主要是处理多 媒体图像信息，然后和logo图像一起生成签名信息。模式中主要有三个角色签名嵌入方 (水印嵌入方)，签名认证方(水印认证方)，认证中心。签名嵌入方是生成签名的人员，签 名认证方是任何想对图像进行认证的人员，认证中心负责为签名嵌入方生成保护图像的相关信息。 水印嵌入过程如图1所示，包括调整多媒体图像大小，提升小波图像变换，平滑 处理，Logo图像置乱，生成认证图像，生成认证戳等步骤。 针对需要版权控制的图片，首先进行提升小波变换得到提升小波分量，对此提升 小波分量应用元胞自动机进行平滑处理得到图像O，此时图像0建立在元胞自动机和提升 小波变换的基础上。本方案采用提升小波对原始图像进行变化。基于第一代小波变换的多 分辨率数字水印算法克服了傅里叶变换固定分辨率的弱点，既可分析信号概貌，又可分析 信号的细节，有良好的空间频率分解特性，但其算法计算复杂，对内存空间要求大，而且对 作变换的图像尺寸有所要求。同时，传统小波变换后产生的系数是浮点数，由于计算机有限 字长的限制，不能精确地重构原始图像。提升小波是由第一代小波变换的提升来实现的，它 是基于空域的小波构造方法。提升小波既有传统小波的优点，又克服了它的局限性。它运 算速度快、允许完全原位计算，并且其逆变换是正变换的反运算。3 针对水印图像，通过混沌密钥K进行混沌置乱得到图像W，经过混沌置乱后的水印 图像W相关性较低，对整个水印的嵌入过程提高了安全性。 对上述经过处理后得到的图像0和图像W进行异或运算。此时得到认证图像V。 此时，签名嵌入方可以向认证中心发送一个认证请求。同时发送认证图像V，图像大小N，阀 值T，水印嵌入方ID，混沌置乱密钥K。认证中心收到请求后，根据公式生成认证戳，用户认 证过程时提取水印。当水印认证方需要对图像进行认证时，首先从认证图像中获取{V， N， T， ID， K}，从认证中心获取认证戳hTA，时间戳t，单向哈希函数HTA(.)，然后对需认证的多媒 体图像进行认证。认证过程如图2所示。认证过程包括以下五个步骤认证戳的认证，调整 图像大小，提升小波图像变换，平滑处理，计算Logo图像 因为图像经过了提升小波变换、元胞自动机处理、混沌处理，因此，该图像能够抵 抗裁剪、旋转、压縮等攻击，具有较高的鲁棒性。采用了认证中心的控制，保证了该方法相比 其他方法具有更高的可行性、安全性、可靠性。 仿真结果表明，该算法具有高鲁棒性，能够抵抗裁剪、旋转、噪声等攻击，适用于医 学、军事等领域的版权保护。附图说明 图1 :签名步骤示意图； 图2:认证过程示意图。具体实施例方式本方法提出的认证模型主要包括签名和认证两个步骤。签名步骤主要是处理多 媒体图像信息，然后和logo图像一起生成签名信息。模式中主要有三个角色签名嵌入方 (水印嵌入方)，签名认证方(水印认证方)，认证中心。签名嵌入方是生成签名的人员，签 名认证方是任何想对图像进行认证的人员，认证中心负责为签名嵌入方生成保护图像的相 关信息。具体实现过程如下 —、签名过程 签名过程分为5个步骤，包括调整多媒体图像大小，提升小波变换，平滑处理， Logo图像置乱，生成认证图像，生成认证戳，实现过程如图1所示。 1、调整多媒体图像大小 假设多媒体图像0的大小为NXN像素，首先将多媒体图像0分成互不相交的8X8 像素块Oi的集合，即0二 {。" o2， ， o(N、8)x(N/8)}。认证方负责计算每一块。i的平均值m" 其中i = 1，2， . . . ， (N/8) X (N/8)。此时得到一个(N/8) X (N/8)像素大小的多媒体图像0 的縮小图像。 2、提升小波变换 针对上述步骤1得到的图像进行提升小波变换，得到图像0L 提升小波的正向提升过程可分解为三个过程分裂、预测和修正，具体实现过程 为 (1)分裂。将原图像序列集分解为两个更小的子集，入—工和Y—p为奇数和偶数集。 (2)预领U。 A —工和Y ^分别代表奇数和偶数，具有一定的相关性，因此可以通过入^对Y —进行预测，如公式1所示 <formula>formula see original document page 5</formula> 这样就可以用A ^来表示序列集A 。。由于A —工不可能精确地预测Y —p即P (入—》 只是近似的和Y—i相等，因此，可以用Y—i和预测值之间的差值来表示Y—p即公式2: <formula>formula see original document page 5</formula> 此时，可以应用较小的序列A—工和Y—工来代表原始序列A。。对上述步骤进行迭 代，即首先将A—工进行分解，得到A—2和Y—2，然后用公式2计算新的Y—2。如此反复，不断 迭代，即可将原始序列替换为{A—n， Y—n， A， Y—J，该序列比原始序列更为紧凑。 (3)修正。为了提高上述过程的可靠性，需要对数据进行修正。修正的思路是通过 算法Q得到一个更适合于分裂的A —n公式3 : <formula>formula see original document page 5</formula>考虑到算法的可行性，此处用Y—i来更新A—"即公式4: 入—丄=A—1+U(Y—》重复迭代上述算法，即可得到公式5，飞，z,} = ，";i,+1)3、平滑处理对图像OL进行元胞自动机处理，对图像OL中每个像素m' i进行重新取值。此处 fori = -lto-n邻居模型采用Moore模型，局部演化规则为fl，如公式7所示 C = j 根据上述公式，得到新的m' i值组成图像El。 4、Logo图像置乱 假定Logo图像L的大小为(N/8) X (N/8)，应用混沌序列、+1 = 1 - /zx〗对logo图像 LI进行置乱，得到新的Logo图像Ll。 X取值0. 63，取值为2。 5、生成认证图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多媒体版权保护方法，其特征在于，包括签名和认证两个步骤，具体为：Ａ、签名步骤：１）、将像素大小为Ｎ×Ｎ的多媒体产品图像进行像素调整，得到一个（Ｎ／８）×（Ｎ／８）像素大小的多媒体产品图像的缩小图像；２）、针对上述步骤１）得到的图像进行提升小波变换得到图像ＯＬ；３）、对图像ＯＬ进行元胞自动机处理，对图像Ｅ中每个像素ｍ′↓［ｉ］进行重新取值，得到新的ｍ′↓［ｉ］值组成图像Ｅ１；４）、应用混沌序列对Ｌｏｇｏ图像Ｌ进行置乱处理，得到新的Ｌｏｇｏ图像Ｌ１；５）、图像Ｅ１和图像Ｌ１进行异或操作，得到新的图像Ｖ；６）、签名嵌入方向认证中心发送一个认证请求，同时发送认证图像Ｖ，图像大小Ｎ，阀值Ｔ，水印嵌入方ＩＤ，混沌置乱密钥Ｋ。认证中心收到请求后，生成认证戳ｈ↓［ＴＡ］；７）、认证中心公布认证戳ｈ↓［ＴＡ］，时间戳ｔ，单向哈希函数Ｈ↓［ＴＡ］（.）；Ｂ、认证过程：１）、认证方从认证中心获取认证戳ｈ↓［ＴＡ］，时间戳ｔ，单向哈希函数Ｈ↓［ＴＡ］（.），应用获取的｛Ｖ，Ｎ，Ｔ，ＩＤ，Ｋ｝以及ｔ对公式ｈ↓［ＴＡ］↑［＊］＝Ｈ↓［ＴＡ］（Ｖ‖Ｎ‖Ｔ‖ＩＤ‖Ｋ‖ｔ）进行运算，对ｈ↓［ＴＡ］↑［＊］和ｈ↓［ＴＡ］进行比较，如果它们相等，说明信息｛Ｖ，Ｎ，Ｔ，ＩＤ，Ｋ｝是有效信息，否则，信息无效，无需认证；２）、调整需认证图像大小，假设需认证图像的大小为Ｎ×Ｎ像素，将需认证图像分成互不相交的８×８像素块的集合，得到（Ｎ／８）×（Ｎ／８）像素大小的多媒体图像的缩小图像；３）、对上述步骤２）得到的图像进行提升小波变换，得到图像Ｅ’；４）、对图像Ｅ’进行元胞自动机处理得到平滑图像Ｅ１；５）、对图像Ｅ１和认证图像Ｖ进行异或运算，得到图像Ｌ’。然后应用混沌系统以及密钥Ｋ，对图像Ｌ’进行反置乱，得到一个Ｌｏｇｏ图像Ｌ↑［＊］，最后，认证方能够对得到的图像Ｌ↑［＊］进行辨认，从而确认图像的版权。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李立宗，韩艳慧，
申请(专利权)人：天津易步科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]