一种数字图像中水印嵌入和检测的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数字图像中水印嵌入和检测的方法及装置，用以提高数字图像在传输过程中抵抗几何攻击的能力。数字图像中水印嵌入的方法包括：将需嵌入的数据信息生成至少一个水印子块，并构造与每个水印子块对应的同步模板；在所述数字图像中确定与所述每个水印子块对应的待嵌入区域；获取每个待嵌入区域中每个图像子块在离散余弦变换DCT变换域上的交流系数序列；根据每个水印子块中的每个信息，以及对应的同步模板中对应位置的信息，修正对应的交流系数序列中对应的交流系数，实现水印以及同步模板的嵌入。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字图像水印
，特别涉及一种数字图像中水印嵌入和检测的 方法及装置。
技术介绍
随着互联网通信的普及，网络下载成为常见的信息传递方式，同时也为数字载体 的安全性提出挑战，尤其是数字图像作品的版权、路径追踪等方面。在开放的网络环境下， 维护版权利益的同时对各种盗用信息进行追踪已成为数字图像水印技术的发展方向。数 字图像在其商业传输过程中，必然会经历各种操作或攻击，比如裁剪、缩放、旋转、对比度变 化、曝光度变化、Jpeg压缩等等。这些攻击经常同时遇到，且难于抵抗，因而更是备受关注。 鲁棒性数字图像水印就是指载体图像在经历诸多攻击或操作后，仍然可以成功提取水印信 息的一类数字图像水印技术，尤其以抵抗几何攻击为主。几何攻击是指通过对含水印图像做各种全局或局部仿射、投影变换等进行攻击， 包括平移、旋转、缩放、纵横比改变、水平翻转、镜像、投影失真和删除行列等。其中旋转 (Rotation)、缩放Gcale)和平移(Translation)通常简称为RST。一般地，在RST攻击下， 水印仍然存在于被攻击的数字作品中，但是水印信号已经错位，不能维持正常水印提取过 程所需要的同步性。将数字作品中水印信号恢复到正确位置的过程称为水印再同步。为了达到水印再同步的准确性，大多数的数字水印方法采用同步模板方法，即在 嵌入有效数字水印信息的同时，嵌入一个专门用于水印再同步的信号，这个信号专门用来 检测载体作品所经历的几何变换。例如Honsinger C W等的专利《Method for detecting rotation and magnification in image》，专利号为58；35639。该专利是基于同步模板方法 的数字水印方法，其嵌入的水印既作为同步模板，又作为有效载荷，检测时通过计算预测水 印的自相关函数来计算图像遭受的仿射变换参数。通常这类技术称为自相关方法。这类自 相关方法对旋转、缩放、平移和纵横比改变有较好的鲁棒性，但该方法不能很好的抵抗裁剪 等攻击，同时，同步模板和有效水印信息之间可能互相干扰。此外，同步模板的嵌入会使载 体作品的质量降低。总之，现有的数字水印方法不能有效支持裁剪攻击，水印信息提取不稳定，视觉效 果较差等缺点，大大限制了这类数字水印方法的实用性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种数字图像中水印嵌入和检测的方法及装置，用以提高数字 图像在传输过程中抵抗几何攻击的能力。本专利技术实施例提供一种数字图像中水印嵌入的方法，包括将需嵌入的数据信息生成至少一个水印子块，并构造与每个水印子块对应的同步 模板；在所述数字图像中确定与所述每个水印子块对应的待嵌入区域；获取每个待嵌入区域中每个图像子块在离散余弦变换DCT变换域上的交流系数 序列；根据每个水印子块中的每个信息，以及对应的同步模板中对应位置的信息，修正 对应的交流系数序列中对应的交流系数，实现水印以及同步模板的嵌入。本专利技术实施例提供一种数字图像中水印嵌入的装置，包括生成单元，用于将需嵌入的数据信息生成至少一个水印子块，并构造与每个水印 子块对应的同步模板；确定单元，用于在所述数字图像中确定与所述每个水印子块对应的待嵌入区域；获取单元，用于获取每个待嵌入区域中每个图像子块在离散余弦变换DCT变换域 上的交流系数序列；嵌入单元，用于根据每个水印子块中的每个信息，以及对应的同步模板中对应位 置的信息，修正对应的交流系数序列中对应的交流系数，实现水印以及同步模板的嵌入。本专利技术实施例提供一种数字图像中水印检测的方法，包括对获得载体图像的信号进行自相关检测，恢复出原始图像；获取所述原始图像中每个图像子块在离散余弦变换DCT变换域上的交流系数序 列；根据所述原始图像中每个交流系数序列的第一频段上的交流系数，以及构造的每 个同步模板的信息，确定嵌入每个水印子块的嵌入区域；根据每个嵌入区域中每个图像子块对应交流系数序列第二频段上的交流系数，提 取对应水印子块的信息；根据提取到每个水印子块的信息，获得嵌入的水印信息。本专利技术实施例提供一种数字图像中水印检测的装置，包括恢复单元，用于对获得载体图像的信号进行自相关检测，恢复出原始图像；获取单元，用于获取所述原始图像中每个图像子块在离散余弦变换DCT变换域上 的交流系数序列；确定单元，用于根据所述原始图像中每个交流系数序列的第一频段上的交流系 数，以及构造的每个同步模板的信息，确定嵌入每个水印子块的嵌入区域；提取单元，用于根据每个嵌入区域中每个图像子块对应交流系数序列第二频段上 的交流系数，提取对应水印子块的信息；解码单元，用于根据提取到每个水印子块的信息，获得嵌入的水印信息。本专利技术实施例中，获取每个待嵌入区域中每个图像子块在离散余弦变换DCT变换 域上的交流系数序列。根据每个水印子块中的每个信息，以及对应的同步模板中对应位置 的信息，修正对应的交流系数序列中对应的交流系数，实现水印以及同步模板的嵌入。这 样，使得嵌入水印后的数字图像具有抵抗旋转缩放和任意比例任意位置裁剪攻击的优点， 同时可以有效的抵抗Jpeg压缩和对比度变化、曝光度变化等组合攻击。并且，同步模板和 水印信息分开嵌入，两者之间不会互相干扰，不会影响水印信息的提取。附图说明图1为本专利技术实施例中在数字图像中嵌入水印的流程图2为本专利技术实施例中在数字图像中检测水印的流程图；图3为本专利技术实施例一中在数字图像中嵌入水印的流程图；图4(a)本专利技术实施例同步模板的示意图；图4(b)本专利技术实施例同步模板的另一示意图；图5为本专利技术实施例一中在数字图像中检测水印的流程图；图6为本专利技术实施例中在数字图像中嵌入水印的装置结构图；图7为本专利技术实施例中在数字图像中检测水印的装置结构图。具体实施例方式本专利技术实施例提供一种数字图像中水印嵌入和检测的方法，用以提高数字图像在 传输过程中抵抗几何攻击的能力。参见图1，在数字图像中嵌入水印的方法包括步骤101 将需嵌入的数据信息生成至少一个水印子块。这里，对需要嵌入的数据信息进行扩频，生成一个或多个水印子块。可以将需嵌 入的数据信息转换为一维二进制比特序列，然后将其分成至少一段，将每段序列，与设定的 第一标志比特序列，生成对应的水印子块。例如需要嵌入的数据信息为“101101”，将其分 为三段，即为“ 10 ”、“ 11 ”、“ 01 ”，第一标志比特序列为“ 1111111 ”，这样可以生成三个水印子'101''111'Oli块，分别为·111‘’-111111111111111本专利技术实施例，还可以根据嵌入密钥，将需嵌入的数据信息转换为一维二进制比 特的水印序列，然后，将所述水印序列划分为至少一段序列，将每段序列作为线性移位反馈 寄存器(Linear Feedback Shift Register, LFSR)的初态输入到LFSR中，获得对应的待嵌 入水印序列，最后，根据每个待嵌入水印序列，以及设定的第一标志比特序列，生成对应的 水印子块。步骤102 构造与每个水印子块对应的同步模板。同步模板由设定的二维二进制比特组成，当有多个水印子块时，与相邻水印子块对应的同步模板完全相反。例如第一同步模板为101 010 101，第二同步模板为010 101 010。或者，也可以设置同样的同步模板。例如101 010 101步本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种数字图像中水印嵌入的方法，其特征在于，包括：将需嵌入的数据信息生成至少一个水印子块，并构造与每个水印子块对应的同步模板；在所述数字图像中确定与所述每个水印子块对应的待嵌入区域；获取每个待嵌入区域中每个图像子块在离散余弦变换ＤＣＴ变换域上的交流系数序列；根据每个水印子块中的每个信息，以及对应的同步模板中对应位置的信息，修正对应的交流系数序列中对应的交流系数，实现水印以及同步模板的嵌入。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王高阳，亓文法，李晓龙，杨斌，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，北京大学，北京北大方正电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11