专利名称：一种基于cmyk颜色空间的光全息水印算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于印刷的数字水印技术，特别涉及一种基于CMYK颜色空间的光全息水印算法。
背景技术：
研究全息数字水印的意义在于能够杜绝印刷品盗版，它更新了印刷防伪的传统观念，在印刷品防伪中具有独特的性质，能够促进版权保护认证方面的发展。在印刷品中隐藏的数字水印，只有通过计算机解密软件或特定的检测设备才可识别。印刷水印防伪技术对印刷设备没有特殊要求，它在制版或打样过程中将数字水印信息加入，不用改变印刷材料和设备，不增加印刷成本。印刷品中隐藏的水印在经过复印和二次扫描后水印信息损失很大，无法被检测出来，增加了防伪的安全性。在印刷中，印刷机和打印机采用的是减色三原CMYK颜色空间，CMYK颜色空间的色域较小，如果在其它颜色模式的图像中加入水印，颜色空间的转换会丢失大量的水印信息。
发明内容
本发明是针对现在印刷水印在颜色转换时水印信息易丢失的问题，提出了一种基于CMYK颜色空间的光全息水印算法，结合小波变换技术和加密全息水印技术，采用对称的水印图像，生成加密水印全息图；不用转换颜色空间，避免了未印刷就人为地导致水印信息的丢失；在变换域中嵌入水印，保证了水印的不可见性、鲁棒性和安全性。本发明的技术方案为一种基于CMYK颜色空间的光全息水印算法，包括水印嵌入算法和水印提取算法，具体步骤包括如下
水印嵌入算法
1)生成随机加密相位模板和Bdη)；
2)对水印图像/Ku)进行调制后进行傅立叶变换，再进行随机加密相位模板的调制，最后生成傅里叶变换加密全息图像；
3)读取RGB图像，把该图像转换到CMYK颜色空间，抽取Y分量，对Y分量进行小波分解；小波分解后得到低频分量、水平分量、垂直分量、对角分量，再对水平分量小波分解，得到第二水平分量，对第二水平分量再次小波分解；
4)选择合适的嵌入强度K，把水印分别嵌入到第二水平分量经过小波分解后的各个分量中，再对各分量进行三次逆小波变换，得到含有水印的Y分量，合并C、M、Y、K通道，得到含水印的CMYK模式的图像，然后对该图像进行印刷；
对采集的印刷图像进行水印提取算法
a)采集印刷的含水印图像，把该图像从RGB颜色空间转换到CMYK颜色空间，抽取CMYK 颜色空间的Y分量，对Y分量进行小波分解，然后对得到的水平分量进行小波分解，再对得到的第二水平分量进行小波分解；
b)对第二水平分量小波分解得到的各个分量与随机加密相位模板1，功全息图像相乘，再进行逆傅里叶变换，然后把得到的各水印信息叠加在一起，就得到了重建的水印。本发明的有益效果在于本发明基于CMYK颜色空间的光全息水印算法，结合傅里叶加密全息和小波变换各自的优点提出了基于CMYK颜色空间的光全息水印算法，利用 CMYK颜色空间的Y分量的变换系数作为水印嵌入的载体，水印具有很好的不可见性；水印图像经过傅里叶相位加密，使该水印具有较高的安全性；提取水印图像不需要原始图像的参与，该水印属于盲检测水印。
图I为本发明基于CMYK颜色空间的光全息水印算法中水印嵌入算法流程图2为本发明基于CMYK颜色空间的光全息水印算法中水印提取算法流程图。
具体实施例方式为了减少信息的损失，提高算法的鲁棒性，选择在CMYK颜色空间嵌入水印；在小波域中嵌入水印使水印信号能量可以分布到所有像素上，有利于保证水印的不可见性和提高水印的鲁棒性。傅里叶加密全息水印技术将加密技术与全息技术结合，加密全息图像只有在密钥的控制下，才能重建原始图像，为全息图像提供安全机制，从而具有防伪作用。为了保证水印信息的安全性，基于CMYK颜色空间的光全息水印算法首先将水印图像进行随机相位调制并生成水印全息图；其次将载体图像在CMYK空间内的Y分量上的小波系数中嵌入水印信息，得到嵌入后的彩色图像，将步骤反向操作可将水印图像再次提取。 所以基于CMYK颜色空间的光全息水印算法，包括水印嵌入算法和水印提取算法。如图I所示水印嵌入算法流程图，(I)生成随机加密相位模板α(Χ/)和JKQ) ；(2) 对水印图像/(W)进行《C*+，/)调制后进行傅立叶变换，再进行随机加密相位模板的调制，最后生成傅里叶变换加密全息图像；(3)读取RGB图像，把该图像转换到CMYK颜色空间，抽取Y分量，对Y分量进行小波分解；小波分解后得到低频分量(ca_l)、水平分量 (^1_1)、垂直分量((^_1)、对角分量(0(1_),再对水平分量(ch_l)小波分解,得到水平分量 (ch_2)，对水平分量(ch_2)再次小波分解；(4)选择合适的嵌入强度K，把水印分别嵌入到水平分量(ch_2)经过小波分解后的各个分量中，再对各分量进行三次逆小波变换，得到含有水印的Y分量，合并C、M、Y、K通道，得到含水印的CMYK模式的图像。如图2所示水印提取算法流程图，(a)采集印刷的含水印图像，把该图像从RGB颜色空间转换到CMYK颜色空间，抽取CMYK颜色空间的Y分量，对Y分量进行小波分解，然后对得到的水平分量(ch_l)进行小波分解，再对得到的水平分量(ch_2)进行小波分解；(b) 对水平分量(ch_2)小波分解得到的各个分量与随机加密相位模板构》全息图像相乘，再进行逆傅里叶变换，然后把得到的各水印信息叠加在一起，就得到了重建的水印；重建水印的过程不需要原始图像的参与，属于盲提取技术。
权利要求
1.一种基于CMYK颜色空间的光全息水印算法，其特征在于，包括水印嵌入算法和水印提取算法，具体步骤包括如下水印嵌入算法1)生成随机加密相位模板y)和η)；2)对水印图像进行调制后进行傅立叶变换，再进行随机加密相位模板的调制，最后生成傅里叶变换加密全息图像；3)读取RGB图像，把该图像转换到CMYK颜色空间，抽取Y分量，对Y分量进行小波分解；小波分解后得到低频分量、水平分量、垂直分量、对角分量，再对水平分量小波分解，得到第二水平分量，对第二水平分量再次小波分解；4)选择合适的嵌入强度K，把水印分别嵌入到第二水平分量经过小波分解后的各个分量中，再对各分量进行三次逆小波变换，得到含有水印的Y分量，合并C、M、Y、K通道，得到含水印的CMYK模式的图像，然后对该图像进行印刷；对采集的印刷图像进行水印提取算法a)采集印刷的含水印图像，把该图像从RGB颜色空间转换到CMYK颜色空间，抽取CMYK 颜色空间的Y分量，对Y分量进行小波分解，然后对得到的水平分量进行小波分解，再对得到的第二水平分量进行小波分解；b)对第二水平分量小波分解得到的各个分量与随机加密相位模板全息图像相乘，再进行逆傅里叶变换，然后把得到的各水印信息叠加在一起，就得到了重建的水印。
全文摘要
本发明涉及一种基于CMYK颜色空间的光全息水印算法首先将水印图像进行随机相位调制并生成水印全息图；其次将载体图像在CMYK空间内的Y分量上的小波系数中嵌入水印信息，得到嵌入后的彩色图像，将步骤反向操作可将水印图像再次提取。结合傅里叶加密全息和小波变换各自的优点提出了基于CMYK颜色空间的光全息水印算法，利用CMYK颜色空间的Y分量的变换系数作为水印嵌入的载体，水印具有很好的不可见性；水印图像经过傅里叶相位加密，使该水印具有较高的安全性；提取水印图像不需要原始图像的参与，该水印属于盲检测水印。
文档编号G06T1/00GK102592257SQ201210000618
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者孙刘杰, 张雷洪, 李孟涛, 李晨璐, 王子煜 申请人:上海理工大学