專利名稱：一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及版權認證的技術領域，具體的說涉及利用二值圖像數(shù)字水印技術和水印隱藏技術，更具體的說本發(fā)明涉及一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)。
背景技術：
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡上數(shù)字圖像信息容量急劇增長，發(fā)生的相關侵權行為也逐步增多。由于大部分數(shù)字圖像在發(fā)布前沒有經(jīng)過數(shù)字版權技術處理，即使發(fā)生侵權也無法取證并進行侵權判定，因此需要有能對數(shù)字圖像進行水印嵌入且處理效率高、 抗攻擊能力和魯棒性強的數(shù)字圖像版權系統(tǒng)。而現(xiàn)有技術中，存在的普遍問題是數(shù)字水印信息容量小，無法應對大量企業(yè)同時進行數(shù)字版權保護的要求，同時也無法實現(xiàn)企業(yè)要求定制自己特有水印的要求。大部分數(shù)字圖片發(fā)布者，如互聯(lián)網(wǎng)內容供應商、報社和雜志社等對發(fā)布的重要數(shù)字圖片只進行明文水印嵌入以標識版權，這種方式影響了圖片內容，同時盜用者能通過圖像編輯工具屏蔽掉圖片上的明文水?。荒壳耙褜崿F(xiàn)的一些初步的數(shù)字水印技本產(chǎn)品，嵌入的水印信息量小，不足以標識眾多創(chuàng)作者的圖片版權，不能進行大范圍推廣。同時對大量圖片進行水印嵌入和提取時，操作時間長、效率低，難以應對網(wǎng)絡上已發(fā)布的海量圖片，導致大量的侵權行為不能被發(fā)現(xiàn)； 普通的數(shù)字水印嵌入技術抗攻擊能力差，對于一般的幾何處理、噪聲或編碼抵抗能力弱，數(shù)字水印極易遭到破壞；也沒有實現(xiàn)對嵌入圖像數(shù)字水印的圖像版權保護管理系統(tǒng)進行注冊、加密、查詢和檢索的管理系統(tǒng)。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供了一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)。為了達到上述目的，本發(fā)明是通過下述技術手段來實現(xiàn)的本發(fā)明的發(fā)明人采用了一種基于環(huán)帶的圖像數(shù)字水印技術，在數(shù)字圖像進行旋轉幾何變換時，因為水印環(huán)帶是到數(shù)字圖像中心距離為一個固定范圍的象素點的集合，單個水印環(huán)帶中的元素幾乎不會變化。同時，在數(shù)字圖像進行插值運算時，運用的是線性的均值運算，只要水印環(huán)帶中的元素個數(shù)足夠多，由統(tǒng)計規(guī)律可知，水印環(huán)帶中所有元素的均值變化范圍也非常小。這樣，水印環(huán)帶就可以成為數(shù)字水印信息的載體。更進一步對環(huán)帶進行等分形成扇形塊，從而可以在水印嵌入過程中能夠記錄數(shù)字圖像旋轉的角度，縮放比例，進而恢復原始圖像。另外本發(fā)明提出的環(huán)帶水印其中心具有中心圓塊，在嵌入的過程中對中心圓塊進行扇形分割并嵌入中心標志，使得在檢測過程能夠迅速定位水印環(huán)帶中心，并可據(jù)此作為檢測數(shù)字圖像中是否存在數(shù)字水印的依據(jù)，因其需要完全提取出數(shù)字水印信息，非常適合海量數(shù)字圖像的批量處理；另外本發(fā)明還采用了 NC系數(shù)(Normalized Correlation),即相似性測量,來衡量提取出來的數(shù)字水印與原始數(shù)字水印的相似性程度；系統(tǒng)還將分析提取出的數(shù)字水印信息與原始數(shù)字水印信息的某些內容特征，并以此作為二者相似程度的附加判別方法，減小數(shù)字水印技術在應用過程中出現(xiàn)誤判的可能性。為了實現(xiàn)上述目的，如圖I所示，本發(fā)明提供了一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，包括數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)和數(shù)字水印檢測子系統(tǒng)；其中的數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)用于向源圖像中嵌入保密的二值圖像數(shù)字水印信息， 如圖3所示，其包括二值圖像水印獲取單元，用于獲取用戶提供的已加密的二值圖像水印，并將其轉化為數(shù)字序列；源圖像獲取單元，獲取所述圖像的像素顏色信息；嵌入位置計算單元，用于計算加密的二值圖像水印數(shù)字序列在所述文件中的嵌入位置；水印嵌入單元， 利用DCT算法實現(xiàn)二值圖像水印的嵌入；其中的數(shù)字水印提取子系統(tǒng)用于從待檢測圖像中檢測出其中嵌入的二值圖像水印信息，如圖4所示，其包括待檢測圖像獲取單元，獲取所述圖像的像素顏色信息；提取位置計算單元，用于計算加密的二值圖像水印數(shù)字序列在所述文件中的嵌入位置；水印提取單元，利用DCT算法實現(xiàn)二值圖像水印的提??；其中，嵌入位置計算單元，首先選取源圖像中的一點作為圓心，按照一定的直徑形成多個同心圓部分，將源圖像分成中心圓塊和多個環(huán)帶塊，其中的中心圓塊和多個環(huán)帶塊作為水印信息嵌入位置；提取位置單元，按照與水印嵌入相同的方式，將待檢測圖像分成中心圓塊和多個環(huán)帶塊。其中優(yōu)選的，中心圓塊和多個環(huán)帶塊可進一步等分成多個扇形塊，優(yōu)選將中心圓和環(huán)帶等分成10-30份，即形成弧度為12-36度的扇形塊；優(yōu)選分成20等份形成弧度為18 度的扇形塊。將多個環(huán)帶塊進一步分成多個等分的扇形塊能夠真實記錄數(shù)字圖像旋轉的角度；將中心圓塊分成多個扇形塊，還能能夠在中心圓添加標志，使得在水印信息提取過程中能夠迅速定位水印中心。如圖2所示本發(fā)明的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)還包括數(shù)字水印管理子系統(tǒng)， 所述的數(shù)字水印管理子系統(tǒng)用于實現(xiàn)大容量數(shù)字水印的注冊、生成、加密、解密、驗證功能； 如圖5所示，該數(shù)字水印管理子系統(tǒng)包括水印注冊單元，用于接受用戶提供的源水印轉化為二值圖像水印信息；數(shù)字水印生成單元，將用戶提供的二值圖像水印信息轉化為01數(shù)字序列；加密單元，對生成的01數(shù)字序列進行加密，獲得加密的二值圖像數(shù)字水印信息；解密單元，對提取的二值圖像水印進行解密；判斷單元，判斷提取的二值圖像水印與嵌入的二值圖像水印的相似程度，判斷待檢測圖像是否侵犯版權。如圖2所示本發(fā)明的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)還包括數(shù)字水印信息庫管理子系統(tǒng)，可實現(xiàn)大容量數(shù)字水印相關信息的存儲、查詢、維護和檢索等功能。其中加密單元和解密單元采用RSA算法。不對稱密碼技術使用不同的加密密鑰 (公鑰)和解密密鑰(私鑰)，并且解密密鑰不能從加密密鑰中推導出來。本申請由于在水印的生成和檢測過程中采用了基于RSA不對稱算法的加密算法，因此，只有已知私鑰的人才能夠對文件內容進行修改，即使是已知公鑰的合法文件接收方也不能對文件進行修改。 所述的RSA的加密解密過程如下
權利要求
1.一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，包括數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)和數(shù)字水印檢測子系所述的數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)用于向源圖像中嵌入保密的二值圖像數(shù)字水印信息，包括二值圖像水印獲取單元，用于獲取用戶提供的已加密的二值圖像水印，并將其轉化為數(shù)字序列；源圖像獲取單元，獲取所述圖像的像素顏色信息；嵌入位置計算單元，用于計算加密的二值圖像水印數(shù)字序列在所述文件中的嵌入位置；水印嵌入單元，利用DCT算法實現(xiàn)二值圖像水印的嵌入；所述的數(shù)字水印提取子系統(tǒng)用于從待檢測圖像中檢測出其中嵌入的二值圖像水印信息，包括待檢測圖像獲取單元，獲取所述圖像的像素顏色信息；提取位置計算單元，用于計算加密的二值圖像水印數(shù)字序列在所述文件中的嵌入位置；水印提取單元，利用DCT算法實現(xiàn)二值圖像水印的提取； 其中，嵌入位置計算單元，首先選取源圖像中的一點作為圓心，按照一定的直徑形成多個同心圓部分，將源圖像分成中心圓塊和多個環(huán)帶塊，其中的中心圓塊和多個環(huán)帶塊作為水印信息嵌入位置；提取位置單元，按照與水印嵌入相同的方式，將待檢測圖像分成中心圓塊和多個環(huán)帶塊。
2.權利要求I所述的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，特征在于其還包括數(shù)字水印管理子系統(tǒng)，所述的數(shù)字水印管理子系統(tǒng)用于實現(xiàn)大容量數(shù)字水印的注冊、生成、加密、解密、驗證功能；包括水印注冊單元，用于接受用戶提供的源水印轉化為二值圖像水印信息；數(shù)字水印生成單元，將用戶提供的二值圖像水印信息轉化為01數(shù)字序列；加密單元，對生成的 01數(shù)字序列進行加密，獲得加密的二值圖像數(shù)字水印信息；解密單元，對提取的二值圖像水印進行解密；判斷單元，判斷提取的二值圖像水印與嵌入的二值圖像水印的相似程度，判斷待檢測圖像是否侵犯版權。
3.權利要求I所述的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，特征在于其還包括數(shù)字水印信息庫管理子系統(tǒng)，可實現(xiàn)大容量數(shù)字水印相關信息的存儲、查詢、維護和檢索等功能。
4.權利要求1-3所述之一的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，特征在于所述的中心圓塊和多個環(huán)帶塊可進一步等分成多個扇形塊。
5.權利要求4的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，特征在于所述的中心圓塊和多個環(huán)帶塊等分成10-30份，即形成弧度為12-36度的扇形塊。
6.權利要求4的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，特征在于在中心圓的扇形塊中添加標志，使得在水印信息提取過程中能夠迅速定位水印中心位置。
7.權利要求2-3所述之一的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，特征在于加密單元和解密單兀米用RSA算法。
8.權利要求2-3所述之一的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，特征在于判斷單元，利用 Normalized相關性來初步判斷提取的水印信息與原始水印信息的相關度；如果NC值大于等于T，則可初步確定該圖像中含有原始水印信息，否則不含有原始水印信息；NC值的按以下公式計算其中，w為原始水印，w’為提取水印，T值范圍為0-1。
9.權利要求8所述的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，特征在于T= 0.9。
10.權利要求2-3所述之一的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，水印注冊單元將水印源文件轉化為64*64像素的黑白色格式圖片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)，包括數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)和數(shù)字水印檢測子系統(tǒng)；數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)包括二值圖像水印獲取單元；源圖像獲取單元；嵌入位置計算單元；水印嵌入單元；數(shù)字水印提取子系統(tǒng)包括待檢測圖像獲取單元；提取位置計算單元；水印提取單元。本發(fā)明的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測系統(tǒng)還可包括數(shù)字水印管理子系統(tǒng)和數(shù)字水印信息庫管理子系統(tǒng)。本發(fā)明可應用于有版權認證資格的第三方應用系統(tǒng)，對互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)膱D像信息提供版權保護和認證。
文檔編號G06T1/00GK102609890SQ20111002345
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權日2011年1月20日
發(fā)明者余偉華, 劉澤, 吳龍為 申請人:北京中盈信安科技發(fā)展有限責任公司