操作；若队>0,需要把像素块中Ni个白色像素点翻转为黑色像素点，像 素块中黑色像素点增加队;若N '0,需要把像素块中Ni个黑色像素点翻转为白色像素点，像 素块中黑色像素点减少Ni; 步骤九，判断剩余需要嵌入的水印容量dz是否为0,若dz不为0,则说明水印未全部嵌 入，需要更多的文本图像作为载体，转至步骤二继续执行水印的嵌入过程；若dz = 0,则说 明水印全部嵌入，结束水印的嵌入过程； 所述水印提取过程的具体步骤如下： 步骤一，从文本载体图像集合中取出一页文本图像X，并二值化处理； 步骤二，把X划分为大小为M1*N1的区域，得到图像区域集合XiQ = 1，2, 3,…，Nmax)，Nmax表示分区后图像区域的个数； 步骤三，计算区域集合Xi中每个区域的文本覆盖率k，某个区域的文本覆盖率k大于 预定的阈值t，则认为该区域中包含有水印信息，将该区域加入到包含水印信息的区域集合 WXiQ = 1，2, 3, ···，]?_)中，Mniax表示二值文本图像中有效区域的个数；该区域的文本覆盖率 k小于阈值t，则认为该区域不包含水印信息，不对该区域进行任何处理；文本覆盖率k的计 算方式与水印嵌入时的计算方式相同； 步骤四，得到包含水印信息的区域集合WXiQ = 1，2, 3, ···，_)，对集合WXi*的一个 区域分成大小相同的64个子块，计算每个分块的连通面积，最终得到该区域的连通面积矩 阵M; 步骤五，对连通面积矩阵M进行DCT变换，矩阵C表示变换后得到的系数矩阵；按照与 Zig-Zag相反的顺序遍历系数矩阵C得到一维向量CiQ = 1，2, 3,…，64);通过比较高频系 数与临界值K的符号是否相同，来判断在该系数上嵌入的水印信号。高频系数Ci与K符号 相同，则水印信号为1 ;符号不同，则水印信号为0。K的值与嵌入水印时候K的值相同； 步骤六，包含在该文本图像中的水印信息容量Z = z*Mmax，更新已提取到的水印信息容 量sz, SZ = sz+Z，比较SZ与原始水印容量的大小。如果sz〈m*n，则说明水印信息未提取完 全，需要更多的文本载体图像，转至步骤一，继续执行水印提取过程；否则说明水印信息全 部提取，则将提取到的水印信息进行Arnold逆变换，得到最终的水印图像，结束完整的水 印提取过程。
2. 如权利要求1所述的基于连续多页文本图像水印嵌入与提取方法，其特征在于，文 本覆盖率指的是该区域中黑色像素点的个数占像素点总个数的比例，某个区域的文本覆 盖率k小于预先根据实验设定的阈值t，则认为该块文本字符个数较少，纹理复杂度较低， 不适合在该区域中嵌入水印信息，对该块不进行任何的处理；k大于预先设定的阈值t，则 该区域作为一个嵌入水印的有效区域，并将该区域加入到有效区域集合WX中；令WX iQ = 1，2, 3,…，Mniax)表示某个有效区域，11_表示文本图像中有效区域的总数量。
3. 如权利要求1所述的基于连续多页文本图像水印嵌入与提取方法，其特征在于，依 次从有效区域集合中取出一个区域WXi,将WX i进行分块操作，分块的个数为64 ;令Mi = 1，2, 3,…，64)表不该区域的分块的集合；分别计算每一分块的连通面积；令他1表不某一 块中黑色像素点的个数，NA^示该块中像素点的总个数；则该块的连通面积S i通过下式计 算得到：
其中L为一常数，用于调整计算过程中的精确度，减少计算过程中产生的误差；WXi中 一共有64个分块，每一个分块对应一个连通面积Si,这64个连通面积值组成了该区域的连 通面积矩阵M，M为8 X 8的矩阵，这里的连通面积指的是像素块中黑色像素点的个数占总像 素点个数的比例。
4. 如权利要求1所述的基于连续多页文本图像水印嵌入与提取方法，其特征在于，所 述对连通面积矩阵进行DCT变换，得到变换后的系数矩阵C，根据实际需要嵌入的水印容量 修改DCT变换后的高频系数。进一步包括以下步骤： Zig-Zag遍历系数矩阵C，得到一维向量，％表示嵌入的水印序列，则修改方式如下式所 示：
把修改后的系数矩阵C'通过逆DCT变换，得到修改后的连通面积矩阵M' ；其中K为临 界值，此时M和M'的变化量最小；通过比较M和M'，得到矩阵中每个元素的变化量，即该区 域中每一个分块Bi的连通面积的改变量，从而计算每一个分块中黑色像素个数的变化量； 黑色像素个数的变化量N i通过下式计算得到：
5. 如权利要求1所述的基于连续多页文本图像水印嵌入与提取方法，其特征在于，翻 转方法由下式所示：
6. 如权利要求1所述的基于连续多页文本图像水印嵌入与提取方法，其特征在于，水 印信号判断方法如下式所示：
通过这种比较，最终得到该区域中长度为z的水印信息的子序列。
【专利摘要】本发明公开了一种基于连续多页文本图像水印嵌入与提取方法，具体步骤包括：水印置乱；单页文本图像二值化；划分区域；计算文本覆盖率和连通面积；在DCT域嵌入水印；提取水印。从而在一定程度上解决文本水印算法容量低的问题。本发明能够根据实际水印容量需求和具体的文本图像完成水印的嵌入和提取过程，并且提取效果较好，文本图像在经过打印和扫描过程后，提取到的水印数据与原始水印图像的相似度都在90％以上。此外，通过在连续多页文本图像中嵌入并成功提取水印数据，本发明整体上提高了水印的嵌入容量，从而能够提供足够的水印容量来对连续多页文本文档的版权进行鉴定和保护，进而提高文本水印技术的实用性。
【IPC分类】G06T1-00
【公开号】CN104637026
【申请号】CN201510069878
【发明人】王泉, 万波, 潘蓉, 李建平, 陈瑞林, 艾平
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月10日