一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，水印信號采用擴(kuò)譜通信中的偽隨進(jìn)序列，序列項(xiàng)在集合{-1,1}中取值。首先，對圖像進(jìn)行輪廓波變換，將水印信號嵌入輪廓波變換中第二級變換的方向子帶中能量最大的子帶中，對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)實(shí)施輪廓波逆變換即得到水印圖像；然后，對水印圖像進(jìn)行輪廓波變換，選取嵌入水印的子帶，對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)取絕對值，對絕對值進(jìn)行建模，在絕對值域進(jìn)行水印檢測。本發(fā)明克服了對計(jì)算機(jī)圖形圖像的輪廓波系數(shù)準(zhǔn)確建模的困難，提高了水印檢測的成功率，能夠很好的平衡水印的透明性和魯棒性；檢測水印不依賴原始圖像，且效果好于直接在變換域上檢測。
【專利說明】一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，屬于信息隱藏【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字圖像(視頻)水印領(lǐng)域，人們將注意力主要集中于自然圖像而忽視了計(jì)算機(jī)圖形圖像(Computer Graphic,簡稱CG)，后者正逐漸成為越來越流行和重要的信息載體。簡單的將針對自然圖像開發(fā)的水印算法移植到計(jì)算機(jī)圖形圖像上會(huì)造成明顯的人為痕跡，很容易被人類視覺系統(tǒng)(Human Visual System,簡稱HVS)感知。在自然圖像的情形下HVS對這個(gè)差異較不敏感，因?yàn)樽匀粓D像的亮度層次豐富，對比度掩蔽效應(yīng)(contrast maskingeffect)強(qiáng)；而CG圖像亮度層次少、邊緣銳利，給人一種光滑無噪聲的感覺，這種程度的差異很容易被HVS感知，這給在CG圖像中嵌入水印增加了難度。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，HVS對圖像邊緣的失真較不敏感，CG圖像也不例外，因此可以考慮把水印嵌入到CG圖像的邊緣中。輪廓波變換(Contourlet Transform,簡稱CT)是由Do等人提出的一種對圖像邊緣或輪廓具有高效表現(xiàn)力的變換，即在該變換域嵌入水印能夠通過較少的系數(shù)將水印擴(kuò)散到圖像較大的區(qū)域，增強(qiáng)水印的魯棒性。
[0004]最大似然(Maximum Likelihood,簡稱ML)檢測技術(shù)檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于通信工程中，從通信的角度看待數(shù)字水印技術(shù)，可以將水印的傳送理解為發(fā)送方以數(shù)字媒體作為水印的載體，將水印傳遞到接收方，其間嵌入水印的數(shù)字媒體經(jīng)受的各種蓄意或無意的數(shù)字信號處理(對水印的攻擊)好比通信中信道對信號的干擾，水印的檢測就是從被攻擊的媒體中獲取原始水印。在變換域上應(yīng)用ML檢測技術(shù)檢測水印需要對變換域系數(shù)的分布建模，在DCT、DWT和CT域上常用的模型是一般高斯模型(Generalized Gaussian Distribution,簡稱GGD)。對于CG圖像的CT系數(shù)分布，由于其分布的特殊性使得用GGD建模時(shí)不能較好的描述其分布特點(diǎn)，結(jié)果是水印檢測性能的下降。CG圖像CT系數(shù)分布的特殊性是指大量的系數(shù)集中于零值附近，使得其分布呈現(xiàn)脈沖形，如圖1中(a)所示，這是CG圖像的特性造成的。為了能盡量精確的對該種系數(shù)分布建模，若對CT系數(shù)求絕對值，用韋布爾分布(WeibullDistribution)對其建模，再從絕對值中檢測水印。這樣一來建模的手段不再局限于對稱分布的雙邊模型，像韋布爾分布這樣的單邊模型成為可選模型，如圖1中(b)所示，該模型在零值附近趨近于無窮的特性使其非常適合于在絕對值域?qū)G圖像的CT系數(shù)建模。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，在保證水印透明性的同時(shí)具有較好的魯棒性，并是一種盲水印方法；克服對計(jì)算機(jī)圖形圖像輪廓波變換系數(shù)準(zhǔn)確建模的困難，提高水印檢測的成功率。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，所述水印信號采用擴(kuò)譜通信中的偽隨進(jìn)序列，序列項(xiàng)在集合{_1，1}中取值。首先，對圖像進(jìn)行輪廓波變換，將水印信號嵌入輪廓波變換中第二級變換的方向子帶中能量最大的子帶中，對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)實(shí)施輪廓波逆變換即得到水印圖像；然后，對水印圖像進(jìn)行輪廓波變換，選取嵌入水印的子帶，對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)取絕對值，對絕對值進(jìn)行建模，在絕對值域進(jìn)行水印檢測。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，采用一般伽瑪分布或其特例韋布爾分布對所述絕對值進(jìn)行建模。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述水印檢測采用最大似然檢測技術(shù)進(jìn)行水印檢測；所述所述最大似然檢測技術(shù)要求系數(shù)大于零，則若變換系數(shù)的絕對值中存在零值，需給其加上一個(gè)數(shù)值ιοΛ
[0010]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0011](I)本發(fā)明在保證水印透明性的同時(shí)具有較好的魯棒性，并且是一種盲水印算法;
[0012](2)本發(fā)明對輪廓波系數(shù)取絕對值，對絕對值域的系數(shù)建模，克服了對計(jì)算機(jī)圖形圖像輪廓波系數(shù)準(zhǔn)確建模的困難，提高了水印檢測的成功率；
[0013](3)本發(fā)明嵌入水印的變換域和位置，能夠很好的平衡水印的透明性和魯棒性，檢測水印不依賴原始圖像且效果好于直接在變換域上檢測的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是輪廓波變換的方向子帶系數(shù)分布的直方圖和對應(yīng)模型。
[0015]圖2是本發(fā)明的水印嵌入流程圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的水印檢測流程圖。
[0017]圖4是不同水印攻擊下，用韋布爾分布和一般高斯分布對輪廓波系數(shù)建模時(shí)水印檢出率的比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0019]一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，所述水印信號采用擴(kuò)譜通信中的偽隨進(jìn)序列，序列項(xiàng)在集合{-1，1}中取值。首先，對圖像進(jìn)行輪廓波變換，將水印信號嵌入輪廓波變換中第二級變換的方向子帶中能量最大的子帶中，對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)實(shí)施輪廓波逆變換即得到水印圖像；然后，對水印圖像進(jìn)行輪廓波變換，選取嵌入水印的子帶，對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)取絕對值，對絕對值域的變換系數(shù)進(jìn)行建模，在絕對值域進(jìn)行水印檢測。
[0020]如圖2所示，首先將原始圖像進(jìn)行輪廓波變換；然后選取第二級變換的八個(gè)方向子帶中能量最大的子帶，根據(jù)以下公式所述的乘法規(guī)則將水印嵌入其中；最后對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)實(shí)施輪廓波逆變換即可得到水印圖像。
[0021]Yi = Xi (1+ λ Wi) i = I, 2,..., L
[0022]式中，Xi是方向子帶的系數(shù);Wi是水印信號；yi是嵌入水印后的方向子帶系數(shù)；入是一個(gè)標(biāo)量，其大小決定水印的強(qiáng)度山是水印長度。
[0023]水印信號采用擴(kuò)譜通信中的偽隨進(jìn)序列，Wi在集合{-1，1}中取值，且λ的取值遠(yuǎn)小于1，一般取值在0.2附近，因此對嵌入水印后的變換系數(shù)求取絕對值得:
【權(quán)利要求】
1.一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，其中水印信號采用擴(kuò)譜通信中的偽隨進(jìn)序列，序列項(xiàng)在集合{-1，1}中取值，其特征在于，所述方法步驟如下: 首先，對圖像進(jìn)行輪廓波變換，將水印信號嵌入輪廓波變換中第二級變換的方向子帶中能量最大的子帶中，對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)實(shí)施輪廓波逆變換即得到水印圖像； 然后，對水印圖像進(jìn)行輪廓波變換，選取嵌入水印的子帶，對嵌入水印后的輪廓波變換系數(shù)取絕對值，對絕對值進(jìn)行建模，在絕對值域進(jìn)行水印檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，其特征在于:采用一般伽瑪分布或韋布爾分布對所述絕對值進(jìn)行建模。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，其特征在于:所述水印檢測采用最大似然檢測技術(shù)進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種針對計(jì)算機(jī)圖形圖像的水印方法，其特征在于:所述最大似然檢測技術(shù)要求變換系數(shù)大于零，若變換系數(shù)的絕對值中存在零值，需給其加上一個(gè)數(shù)值10Λ
【文檔編號】H04N19/00GK103871015SQ201410014322
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】董巒, 嚴(yán)勤, 李建霓, 鄧舒宇, 胡棚, 潘洋緒 申請人:河海大學(xué)