專利名稱：基于直流系數(shù)比較的抗二次打印-掃描魯棒零水印算法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信息安全領域。本發(fā)明設計一種基于直流系數(shù)比較的抗二次打印-掃 描魯棒零水印算法，應用于證件防偽領域。
背景技術：
數(shù)字水印技術的功能之一在于對作品進行版權保護，可以被應用到證件防偽領 域?；跀?shù)字水印技術的證件防偽系統(tǒng)可以描述如下在證件制作端，數(shù)碼照相機對人進行 拍照形成數(shù)碼照片，通過特定的水印嵌入算法將唯一代表此人的水印信息嵌入數(shù)碼照片， 然后打印出來制作成證件。在證件鑒別端，用掃描儀掃描證件圖像，進行一定的后處理后利 用相應的水印提取算法提取水印信息來鑒別真?zhèn)?。可見，對于整個證件防偽系統(tǒng)而言，打 印-掃描處理是水印算法魯棒性所面臨的主要考驗。目前，已提出的能抵抗打印-掃描攻擊的魯棒數(shù)字水印算法仍然比較少。文獻 [1-2]認為打印-掃描涉及到D/A和A/D兩次變換，會產(chǎn)生添加隨機噪聲、剪切、縮放、旋轉(zhuǎn) 等干擾，從而建立一個刻畫打印-掃描所引起失真的模型，并提出基于傅里葉-梅林變換的 抗打印-掃描數(shù)字水印算法。文獻[3]同時使用二維周期性模式在空域嵌入水印和使用模 極法在頻率域嵌入水印，從而設計出一個抵抗打印-掃描的數(shù)字水印算法。文獻[4]提出一 種空間域的基于人眼視覺特性和混沌映射的抗打印-掃描數(shù)字水印算法。文獻[5]通過調(diào) 整離散余弦變換(Discreet Cosine Transformation, DCT)中頻系數(shù)的次序嵌入水印。文 獻[6]通過調(diào)整DCT中頻系數(shù)分類中的系數(shù)正負號數(shù)量嵌入水印。文獻[7]將文獻W]的 思想應用于離散小波變換域(Discreet Wavelet Transformation, DWT)，通過調(diào)整DWT細 節(jié)子帶系數(shù)的正負號數(shù)量嵌入水印。但以上算法都存在兩點不足之處(1)以上算法都只 研究了抵抗一次打印-掃描的能力，卻沒有研究抵抗二次打印-掃描的能力；(2)打印-掃 描后的數(shù)字圖像有可能在傳輸過程中進一步遭受一些信號處理的攻擊，但以上算法都沒有 對此進行研究。本發(fā)明的工作是針對以上不足之處展開的。本發(fā)明利用小波低頻逼近子帶相鄰兩 個子塊直流系數(shù)(Direct Coefficient, DC)數(shù)值大小關系的穩(wěn)定性，結合零水印技術[8] 提出一種抗二次打印-掃描的數(shù)字水印算法。本發(fā)明不僅考察了算法抵抗一次打印-掃描 的能力，而且還考察了抵抗二次打印-掃描的能力和抵抗打印-掃描后信號處理攻擊的能 力。實驗結果表明本發(fā)明在以上攻擊測試中都表現(xiàn)出比較強的魯棒性。參考文獻[1]Lin Ching-yang, Chang Shih-fu. Distortion modeling and invariant extraction for digital image print-and-scan process[C]//Proceedings of International Symposium on Multimedia Information Processing(ISMIP 99).Taipei, Taiwan, December 1999.[2]Lin Ching-Yang. Public watermarking surviving general scaling and cropping -.an application for print-and-scan process [C]. Multimedia and Security
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設計一種基于直流系數(shù)比較的抗二次打印-掃描魯棒零水印算 法，應用于證件防偽領域。一種基于直流系數(shù)比較的抗二次打印-掃描魯棒零水印算法，包括以下兩個過 程A、零水印產(chǎn)生過程；B、零水印提取過程。步驟A進一步包括以下內(nèi)容Al 對大小為MXM的原始圖像進行m層DWT ；
,M、2A2 將小波低頻逼近子帶分割成互不重疊的nXn子塊，子塊的總數(shù)為(一)；
2 η
.… ,Μ。A3 每個子塊進行DCT，將得到的DC系數(shù)記為屯，/ = 1,2,···,(—-)2 ；
2 ηΑ4 比較相鄰兩個子塊的DC系數(shù)數(shù)值大小關系產(chǎn)生原始零水印序列W。如果
1M 7
(12』_1彡(12」，那么令％ = 0;反之，令％ = 1。其中,為《的第」比特，_/ = 1,2,"、7(:^—)2。
22η步驟B進一步包括以下內(nèi)容Bl 對攻擊后的圖像進行m層DWT ；B2 將小波低頻逼近子帶分割成互不重疊的nXn子塊；
M Β3 每個子塊進行DCT，將得到的DC系數(shù)記為d' ν 二 1,2,---,(^)2 ；
2 ηΒ4:比較相鄰兩個子塊的DC系數(shù)數(shù)值大小關系提取零水印序列。如果 d' ^ d' 2j，那么令j = 0;反之，令j=l。其中，W'』為《'的第j比特。B5 計算原始零水印序列w和從攻擊后的圖像提取的零水印序列W'之間的相似 度以判斷版權。相似度定義為
權利要求
1.一種基于直流系數(shù)比較的抗二次打印-掃描魯棒零水印算法，應用于證件防偽領 域，包括以下兩個過程A、零水印產(chǎn)生過程；B、零水印提取過程。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于直流系數(shù)比較的抗二次打印-掃描魯棒零水印算 法，步驟A進一步包括以下內(nèi)容Al 對大小為MXM的原始圖像進行m層DWT ； A2 將小波低頻逼近子帶分割成互不重疊的ηΧη子塊，子塊的總數(shù)為(^；^)2 ； A3 每個子塊進行DCT，將得到的DC系數(shù)記為屯
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于直流系數(shù)比較的抗二次打印-掃描魯棒零水印算 法，步驟B進一步包括以下內(nèi)容Bl 對攻擊后的圖像進行m層DWT ；B2 將小波低頻逼近子帶分割成互不重疊的nXn子塊； Β3 每個子塊進行DCT，將得到的DC系數(shù)記為
全文摘要
基于數(shù)字水印技術的證件防偽系統(tǒng)在證件制作端和證件鑒別端要對證件圖像進行打印和掃描處理。打印-掃描處理是水印算法魯棒性所面臨的主要考驗。本發(fā)明提出一種基于直流系數(shù)比較的抗二次打印-掃描魯棒零水印算法。對圖像進行離散小波變換，將低頻逼近子帶分割成互不重疊的子塊，對每個子塊進行離散余弦變換，通過比較相鄰兩個子塊的直流系數(shù)數(shù)值大小關系產(chǎn)生零水印序列。本發(fā)明測試了抵抗一次打印-掃描攻擊的魯棒性、抵抗一次打印-掃描和常規(guī)信號處理混合攻擊的魯棒性、抵抗二次打印-掃描攻擊的魯棒性、抵抗二次打印-掃描和常規(guī)信號處理混合攻擊的魯棒性。實驗結果表明本發(fā)明在以上攻擊測試中都表現(xiàn)出比較強的魯棒性。
文檔編號G06T1/00GK102081788SQ20111000585
公開日2011年6月1日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權日2011年1月11日
發(fā)明者葉天語 申請人:浙江工商大學