水印添加方法及系统、水印识别方法及系统技术方案

本申请提供了一种水印添加方法，包括：提取待添加水印的图像的局部特征点；根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域；使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵；根据生成的水印矩阵将水印添加到选取的水印添加区域。本申请还提供了一种实现前述方法的水印添加系统，以及识别按照前述方法所添加水印的水印识别方法和系统。本申请的水印添加方法及系统、水印识别方法及系统，能够解决水印的鲁棒性及不可见性的问题。

【技术实现步骤摘要】
本申请涉及计算机数据安全
，特别是涉及一种水印添加方法及系统、水印识别方法及系统。
技术介绍
随着数字拍照、摄像技术的推广和互联网技 术的发展，图像和视频的应用越来越广泛。但是，图像在互联传播的过程中，容易被复制盗用、恶意使用等，导致原作者的利益受到侵害。为了减少此种情况的出现，通常会在图像或视频中加入水印可以确定图像的归属者，当图像被修改、复制盗用时，水印便会被破坏，因此通过对水印进行识别便可以确定图像的归属。常见的水印添加方法为全局水印法，即把水印分布到图像的所有像素点上，而对于互联网上的的图像来说，在传播过程中被切割、拼接或者其他几何变换的情况非常普遍，但是采用此种方法添加水印后，当图像被或者拼接时，因为水印分布到每一个像素点中，其切割、拼接或者其它几何变换的鲁棒性都较差，另外，因为每个像素点中都会添加水印，这就会导致水印容易被发现，影响水印的不可见性。申请内容本申请所要解决的技术问题是提供一种水印添加方法及系统、水印识别方法及系统，能够解决水印的鲁棒性及不可见性的问题。为了解决上述问题，本申请公开了一种水印添加方法，包括以下步骤提取待添加水印的图像的局部特征点；根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域；使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵；根据生成的水印矩阵将水印添加到选取的水印添加区域。进一步地，所述根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域包括设定水印添加区域块的大小；将每一个局部特征点位置作为一个水印添加区域块的中心；将所述水印添加区域块组成水印添加区域。进一步地，所述根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域还包括丢弃白色面积比例大于阈值的水印添加区域块；和/或丢弃标准方差小于阈值的水印添加区域块；和/或丢弃中心距离小于阈值的两个水印添加区域块中的一个。进一步地，所述水印添加区域块为正方形，所述正方形的边长为2的指数倍。进一步地，所述使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵包括使用密钥生成两个尺度为wXw的随机矩阵，所述w为水印添加区域块的边长；对所述两个随机矩阵分别进行QR分解得到两个正交矩阵；使用密钥生成一个对角系数按从大到小排列的正交矩阵；将前述两个步骤中的三个正交矩阵相乘得到水印矩阵。进一步地，所述根据生成的水印矩阵将水印添加到选取的水印添加区域包括将待添加水印的图像从RGB颜色空间转化到HSV颜色空间，获取图像的强度量；对图像的强度量矩阵进行离散小波变换；将离散小波变换后的第三层低频小波系数加上加权水印矩阵，所述加权水印矩阵为水印矩阵与加权系数矩阵的乘积；对加入加权水印矩阵的第三层低频小波系数进行逆离散小波变换，得到添加水印 后的图像强度量；用所述添加水印后的图像强度量替换原始的图像强度量，并将图像从HSV颜色空间转化到RGB颜色空间，得到添加水印后的图像。为了解决上述问题，本申请还公开了一种水印添加系统，包括局部特征点提取模块，提取待添加水印的图像的局部特征点；水印添加区域选取模块，用于根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域；水印矩阵生成模块，用于使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵；水印添加模块，根据生成的水印矩阵将水印添加到选取的水印添加区域。为了解决上述问题，本申请还公开了一种水印识别方法，包括以下步骤根据待识别水印的图像获取水印原图；提取待识别水印的图像和水印原图的局部特征点；对提取的待识别水印的图像的局部特征点和水印原图的局部特征点进行匹配，确定待识别水印的图像与水印原图中互相匹配的局部特征点；根据所述待识别水印的图像与水印原图互相匹配的局部特征点分别确定待识别水印的图像和水印原图中的水印添加区域；使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵；计算待识别水印的图像和原图中的水印添加区域的差值矩阵，比较水印矩阵与差值矩阵的相关系数，实现水印识别。进一步地，所述对提取的待识别水印的图像的局部特征点和水印原图的局部特征点进行匹配包括计算其中一个图像的一个局部特征点与另一个图像的所有局部特征点之间的最小距离和第二小距离；若所获取的最小距离与第二小距离的比值小于或等于第一阈值，则进行下一步骤，反之，则确定该局部特征点与另一个图像的所有局部特征点都不匹配；若所获取的最小距离小于或等于第二阈值，则确定有最小距离的两个局部特征点互相匹配，反之，则确定该局部特征点与另一个图像的所有局部特征点都不匹配；重复前述三个步骤，直到待识别水印的图像的局部特征点和原图的局部特征点是否匹配全部确认完成；获取待识别水印的图像和水印原图的互相匹配的局部特征点。进一步地，所述差值矩阵的计算过程包括将待识别水印的图像中的水印添加区域和原图中的局部图像区域分别从RGB颜色空间转化到HSV颜色空间，获取水印添加区域和局部图像区域的强度量；对二者的强度量矩阵分别进行离散小波变换；提取二者离散小波变换后的第三层低频小波系数矩阵，进行差值计算得到差值矩阵。进一步地，所述方法还包括在确定待识别水印的图像与水印原图中互相匹配的局部特征点之后增加如下步骤对待识别水印的图像进行校正，重新确定匹配的局部特征点。 进一步地，所述对待识别水印的图像进行校正，重新确定匹配的局部特征点包括选取待识别水印的图像中的匹配局部特征点的几何坐标确定函数模型的参数；选定待识别水印的图像所对应的函数模型；确定满足选定的函数模型的局部特征点为最终的匹配局部特征点；根据选定的函数模型对待识别水印的图像进行几何校正，得到校正图像。进一步地，在所述根据待识别水印的图像获取水印原图之前还包括 对待识别水印的图像进行切割。为了解决上述问题，本申请还公开了一种水印识别系统，包括水印原图获取模块，用于根据待识别水印的图像获取水印原图；局部特征点提取模块，用于提取待识别水印的图像和水印原图的局部特征点；局部特征点确定模块，用于对提取的待识别水印的图像的局部特征点和水印原图的局部特征点进行匹配，确定待识别水印的图像与水印原图中互相匹配的局部特征点；水印添加区域确定模块，用于根据所述待识别水印的图像与水印原图互相匹配的局部特征点分别确定待识别水印的图像和水印原图中的水印添加区域；水印矩阵生成模块，用于使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵；水印识别模块，用于计算待识别水印的图像和原图中的水印添加区域的差值矩阵，比较水印矩阵与差值矩阵的相关系数，实现水印识别。与现有技术相比，本申请包括以下优点采用本申请的水印添加方法和系统实现的基于图像局部特征的水印添加，在水印添加过程中通过局部特征点来确定水印添加区域，无需全局添加，从而可以使水印具有较好的不可见性，另外，在水印添加的过程中采用符合正态分布的水印矩阵，也保证水印的不可以见性，同时增强了水印的鲁棒性。进一步地，在水印添加的过程中，采用以局部特征点为中心，选定边长的正方形来作为水印添加区域块，由水印添加块组成水印添加区域，因为每个水印添加块都是规则的形状，因此在添加过程中无需对水印进行几何关系计算及归一化处理，避免在水印添加阶段引入误差，从而提高水印添加的准确性，且减少水印添加的时间。采用本申请的水印识别方法和系统实现的基于图像局部特征的水印识别，在水印识别过程中通过与水印原图比较的方式来确定二者之间的相互匹配的局部特征点来确定准确的水印添加区域，避免盲识本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水印添加方法，其特征在于，包括以下步骤：提取待添加水印的图像的局部特征点；根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域；使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵；根据生成的水印矩阵将水印添加到选取的水印添加区域。

【技术特征摘要】
1.一种水印添加方法，其特征在于，包括以下步骤 提取待添加水印的图像的局部特征点； 根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域； 使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵； 根据生成的水印矩阵将水印添加到选取的水印添加区域。2.如权利要求I所述的水印添加方法，其特征在于，所述根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域包括 设定水印添加区域块的大小； 将每一个局部特征点位置作为一个水印添加区域块的中心； 将所述水印添加区域块组成水印添加区域。3.如权利要求2所述的水印添加方法，其特征在于，所述根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域还包括 丢弃白色面积比例大于阈值的水印添加区域块；和/或 丢弃标准方差小于阈值的水印添加区域块；和/或 丢弃中心距离小于阈值的两个水印添加区域块中的一个。4.如权利要求2所述的水印添加方法，其特征在于，所述水印添加区域块为正方形，所述正方形的边长为2的指数倍。5.如权利要求4所述的水印添加方法，其特征在于，所述使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵包括 使用密钥生成两个尺度为wXw的随机矩阵，所述w为水印添加区域块的边长； 对所述两个随机矩阵分别进行QR分解得到两个正交矩阵； 使用密钥生成一个对角系数按从大到小排列的正交矩阵； 将前述两个步骤中的三个正交矩阵相乘得到水印矩阵。6.如权利要求I所述的水印添加方法，其特征在于，所述根据生成的水印矩阵将水印添加到选取的水印添加区域包括 将待添加水印的图像从RGB颜色空间转化到HSV颜色空间，获取图像的强度量； 对图像的强度量矩阵进行离散小波变换； 将离散小波变换后的第三层低频小波系数加上加权水印矩阵，所述加权水印矩阵为水印矩阵与加权系数矩阵的乘积； 对加入加权水印矩阵的第三层低频小波系数进行逆离散小波变换，得到添加水印后的图像强度量； 用所述添加水印后的图像强度量替换原始的图像强度量，并将图像从HSV颜色空间转化到RGB颜色空间，得到添加水印后的图像。7.一种水印添加系统，其特征在于，包括 局部特征点提取模块，提取待添加水印的图像的局部特征点； 水印添加区域选取模块，用于根据提取的局部特征点选取所述待添加水印的图像的水印添加区域； 水印矩阵生成模块，用于使用密钥生成符合正态分布的水印矩阵； 水印添加模块，根据生成的水印矩阵将水印添加到选取的水印添加区域。8.一种水印识别方法，其特征在于，包括以下步骤 根据待识别水印的图像获取水印原图； 提取待识别水印的图像和水印原图的局部特征点； 对提取的待识别水印的图像的局部特征点和水印原图的局部特征点进行匹配，确定待识别水印的图像与水印原图中互相匹配的局部特征点； 根据所述待识别水印的图像与水印原图互相匹配的局部特征点分别确定待识别水印的图像和水印原图中的水印添加区域； 使用密钥生成符合正...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永攀，贾梦雷，段曼妮，
申请(专利权)人：阿里巴巴集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：