專利名稱：一種完全盲檢測魯棒量化水印方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理和信息安全領(lǐng)域。本發(fā)明設(shè)計一種完全盲檢測魯棒量化水印方法，改善現(xiàn)有魯棒量化水印方法的實用性，更有效地對數(shù)字圖像進(jìn)行版權(quán)保護(hù)。
背景技術(shù)：
根據(jù)檢測端是否需借助原始載體，數(shù)字水印技術(shù)分為盲水印技術(shù)和非盲水印技術(shù)。非盲水印技術(shù)往往需借助原始載體的相關(guān)信息進(jìn)行水印檢測；盲水印技術(shù)則不需借助原始載體的任何信息，所以更具實用性。魯棒數(shù)字水印技術(shù)在檢測端往往通過計算原始水印與提取的水印之間的相關(guān)度認(rèn)證版權(quán)。在檢測端，零水印技術(shù)[1]需把嵌入端存儲在第三方公證中心的原始零水印取出來計算與提取的零水印之間的相關(guān)度以認(rèn)證版權(quán)；盲無意義魯棒水印技術(shù)[2]從攻擊載體提取水印時不需借助原始載體的任何信息，但要借助密鑰產(chǎn)生原始偽隨機水印序列以計算與提取的水印之間的相關(guān)度來認(rèn)證版權(quán)；盲有意義魯棒水印技術(shù)[3_1(1]從攻擊載體提取水印時不需借助原始載體的任何信息，但需要將原始水印從嵌入端傳輸過來以計算與提取的水印之間的相關(guān)度來認(rèn)證版權(quán)。以上三種技術(shù)檢測水印時雖然都無需借助原始載體的任何信息，但還需借助原始水印或其相關(guān)信息。那么，這樣會帶來兩個問題(1)嵌入端傳輸原始水印或其相關(guān)信息到檢測端(或第三方公證中心)進(jìn)行存儲需要一定的傳輸和存儲成本。如果水印數(shù)據(jù)是海量的，那么檢測實時性也會是很大的問題。( 傳輸過程很難完全防止互聯(lián)網(wǎng)上的被動攻擊。 例如，攻擊者如果“偷聽”成功所傳遞的原始水印或其相關(guān)信息，可進(jìn)一步偽造水印并最終傳遞給檢測端，使檢測端把偽造水印當(dāng)成真實原始水印，從而破壞版權(quán)認(rèn)證，此時無法抵抗解釋攻擊[11]。本發(fā)明認(rèn)為一個實用的魯棒水印技術(shù)應(yīng)該在檢測水印時不需要借助原始載體和原始水印的任何信息，也就是可以實現(xiàn)完全盲檢測，從而避免出現(xiàn)上述問題。然而，目前的盲魯棒水印技術(shù)仍無法實現(xiàn)完全盲檢測。自嵌入脆弱水印技術(shù)[12_14]的特點是脆弱水印由嵌入端通過提取原始載體的特征產(chǎn)生并被自嵌入原始載體以實現(xiàn)內(nèi)容完整性認(rèn)證。目前，“自嵌入”思想僅僅被應(yīng)用到脆弱水印技術(shù)領(lǐng)域。量化方法是一種有效的魯棒水印嵌入方法，可以實現(xiàn)盲檢測[6_1(1]。然而，由于檢測端往往需要計算原始水印和提取的水印之間的相關(guān)度，目前的魯棒量化水印方法無法實現(xiàn)完全盲檢測。本發(fā)明試圖將“自嵌入”思想引入到魯棒量化水印方法，設(shè)計出檢測端無需借助原始載體和原始水印任何信息的完全盲檢測魯棒量化水印方法，以改善現(xiàn)有魯棒量化水印方法的實用性。參考文獻(xiàn)[1]溫泉，孫錟鋒，王樹勛.零水印的概念與應(yīng)用[J].電子學(xué)報，2003，31 O) 214-216.[2]Wang Xiang-yang,Hou Li-min,and Wu Jun. A feature-based robust digital image watermarking against geometric attacks[J]. Image and Vision Computing,2008，26 :980-989.[3]許文麗，李磊，王育民.抗噪聲、幾何失真和JPEG壓縮攻擊的魯棒數(shù)字水印方案[J]·電子與信息學(xué)報，2008，3(K4) :933-936.[4]Wang Xiang-yang and Cui Chang-ying. A novel image watermarking scheme against desynchronization attacks by SVR revision[J]. Journal of Visual Communication and Image Representation，2008，19(5) :334-342.[5]Leida LiiJiansheng Qian,Jeng-Shyang Pan.Characteristic region based watermark embedding with RST invariance and high capacity. International Journal of Electronics and communications，2011，65 :435-442.[6]李旭東.基于奇異值分解的灰度級數(shù)字水印算法[J].武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版)，2010，35 (11) 1305-1308，1359.[7]李旭東，張振躍.圖像雙層劃分和奇異值分解的數(shù)字水印算法[J].浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)，2006，40 (12) =2088-2092.[8]李旭東.基于小波變換和相對量化的圖像數(shù)字水印算法[J].光電子.激光， 2010，21(9) :1378-1382.[9]李旭東.抗幾何攻擊的空間域圖像數(shù)字水印算法[J].自動化學(xué)報，2008， 34(7) :832-837.[10]李雷達(dá)，郭寶龍，表金峰.基于奇偶量化的空域抗幾何攻擊圖像水印算法 [J].電子與信息學(xué)報，2009，31(1) :134-138.[11]李慶誠，竇毅.數(shù)字水印的解釋攻擊與關(guān)聯(lián)性特征[J].計算機應(yīng)用， 2005(5) :115-117.[12]張憲海，楊永田.基于脆弱水印的圖像認(rèn)證算法研究[J].電子學(xué)報，2007， 35(1) :34-39.[13]王國棟，劉粉林，劉媛，姚剛.一種能區(qū)分水印或內(nèi)容篡改的脆弱水印算法 [J]·電子學(xué)報，2008，36 (7) :1349-1354.[14]和紅杰，張家樹.對水印信息篡改魯棒的自嵌入水印算法[J].軟件學(xué)報， 2009,20(2) :437-450.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種完全盲檢測魯棒量化水印方法，改善現(xiàn)有魯棒量化水印方法的實用性，更有效地對數(shù)字圖像進(jìn)行版權(quán)保護(hù)。一種完全盲檢測魯棒量化水印方法，包括以下四個過程A、特征水印產(chǎn)生。B、特征水印自嵌入。C、特征水印提取。D、認(rèn)證水印盲提取。步驟A進(jìn)一步包括以下內(nèi)容Al 將大小為NXN的原始圖像01進(jìn)行η級離散小波變換(Discrete wavelet transformation, DWT)，將產(chǎn)生的第η級小波低頻子帶記為LLra。
A2 將LLra劃分為不重疊的mXm子塊。A3 對每個子塊進(jìn)行離散余弦變換(Discrete Cosine transformation，DCT)，第
i個子塊的直流(Direct Current, DC)系數(shù)記為
權(quán)利要求
1.一種完全盲檢測魯棒量化水印方法，改善現(xiàn)有魯棒量化水印方法的實用性，更有效地對數(shù)字圖像進(jìn)行版權(quán)保護(hù)，包括以下四個過程A、特征水印產(chǎn)生。B、特征水印自嵌入。C、特征水印提取。D、認(rèn)證水印盲提取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種完全盲檢測魯棒量化水印方法，步驟A進(jìn)一步包括以下內(nèi)容Al 將大小為NXN的原始圖像OI進(jìn)行η級離散小波變換，將產(chǎn)生的第η級小波低頻子帶記為LLqi。A2 將LL01劃分為不重疊的mXm子塊。A3 對每個子塊進(jìn)行離散余弦變換，第i個子塊的直流系數(shù)記為D，，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種完全盲檢測魯棒量化水印方法，步驟B進(jìn)一步包括以下內(nèi)容Bl 將原始圖像OI進(jìn)行η級離散小波變換，將產(chǎn)生的第η級三個細(xì)節(jié)子帶分別記為 LH01、HL01 和 ΗΗ01。Β2 將其中一個細(xì)節(jié)子帶劃分為不重疊的mXm子塊。為方便下文說明，將LH01劃分為不重疊的子塊。B3 使用下述方法將W自適應(yīng)量化自嵌入LHra的各個子塊
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種完全盲檢測魯棒量化水印方法，步驟C進(jìn)一步包括以下內(nèi)容Cl 將大小為NXN的攻擊圖像AI進(jìn)行η級離散小波變換，將產(chǎn)生的第η級小波低頻子帶記為LLai。C2 將LLai劃分為不重疊的mXm子塊。C3 對每個子塊進(jìn)行離散余弦變換，第i個子塊的直流系數(shù)記為，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種完全盲檢測魯棒量化水印方法，步驟D進(jìn)一步包括以下內(nèi)容Dl 將大小為NXN的攻擊圖像AI進(jìn)行η級離散小波變換，將產(chǎn)生的第η級三個細(xì)節(jié)子帶分別記為LHai、HLai和HHai。D2 將LHai劃分為不重疊的mXm子塊。D3:使用下述方法從每個子塊提取認(rèn)證水印W"
全文摘要
現(xiàn)有魯棒量化水印方法無法實現(xiàn)完全盲檢測。為解決這一問題，引入自嵌入思想提出一種完全盲檢測魯棒量化水印方法。在嵌入端，對原始圖像進(jìn)行離散小波變換，將小波低頻子帶劃分為互不重疊的子塊，對每個子塊進(jìn)行離散余弦變換，通過判斷每個子塊直流系數(shù)的最高位數(shù)字奇偶性產(chǎn)生特征水印，然后將特征水印利用量化規(guī)則自嵌入小波細(xì)節(jié)子帶的每個子塊，最后進(jìn)行逆離散小波變換得到含水印圖像。在檢測端，特征水印提取與嵌入端特征水印產(chǎn)生類似，認(rèn)證水印實現(xiàn)盲提取。本發(fā)明通過結(jié)合自嵌入特征水印和盲提取認(rèn)證水印達(dá)到完全盲檢測。本發(fā)明在抵抗添加噪聲、剪切、重采樣、平滑和幾何攻擊如隨機刪除列、隨機刪除行、向右偏移列上表現(xiàn)出很強的魯棒性。
文檔編號G06T1/00GK102184520SQ201110141059
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者葉天語 申請人:浙江工商大學(xué)