一种抗几何攻击的安全数字图像水印的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉一种抗几何攻击的安全数字图像水印的方 法。
【背景技术】
[0002] 信息时代的到来给社会发展和人们的生活带来了巨大的变化。相对于传统的模拟 方式，数字多媒体产品。如图像、音频和视频等，可以在不破坏其本身质量的情况下很方便 地进行传输和分发。这些都极大地丰富了人们的生活。也使得工作效率得到了极大地提高。 但与此同时，在没有规范的监管情况下，网络的开放性也带了另外一个严峻的问题，即很多 多媒体作品在未得到合法授权的情况下被任意的传播与下载，甚至以非法的手段进行销售 来谋取利益，这些严重侵犯了创作者的合法权益。在这种情况下，为了保证信息共享与传输 的安全性，信息安全技术就显得越来越重要。传统的以数字加密技术为核心的安全机制在 多媒体的安全方面得到了成功的应用，其主要的方法是在信息传输之前对其进行加密，将 加密后的信息进行传输，最后在接收端对信息进行解密，得到所要传输的信息。但是，加密 技术虽然可以在信息传输的过程中对其进行保护，但是信息已经解密起保护作用就完全丧 失。换句话说，加密技术只能提供信息内容的安全传输，而无法保护内容本身。
[0003] 在这种情况下，急需一种行之有效的手段来对多媒体信息进行版权保护或对内容 的真实性和完整性进行认证。数字水印技术就是在这样的情景下产生的，它通过向多媒体 作品中嵌入预先设定的信息，在需要的时候再提取出来作为版权证明或对内容真实性与完 整性进行认证。在这个过程中，信息的嵌入不会对原始的载体信息造成视觉或者听觉上的 质量下降，而且所嵌入的信息在受到作品传输过程中所引入的干扰与噪声后仍然能够进行 有效地提取。
[0004] 现有技术中公开了一种可对抗几何攻击的盲数字水印编解码方法，包含水印编码 过程与解码过程。水印编码过程是将图像分块，对每块加入相同的定位信息，再加入数字水 印信息；水印解码过程首先根据定位信息恢复水印图像和与源图像相同的分块，再对每块 分别进行水印解码，最后通过投票机制得出最终的水印解码结果。
[0005] 现有技术中还公开了一种基于小波变换的数字水印技术，属于多媒体信号处理领 域。分水印嵌入和水印提取两部分。水印嵌入部分为：对原始图像进行小波变换，将水印嵌 入到逼近子图系数中，再对该逼近子图进行全图DCT变换，找到一个对几何攻击鲁棒的图 像特征向量；水印提取部分为：对被测图像进行小波变换，对逼近子图进行全图DCT变换， 找到待测图像的特征向量，利用该特征向量进行待测图像的水印提取。
[0006] 盲数字水印编码方法是将图像分块，对每块加入相同的定位信息，再加入数字水 印信息；水印解码过程首先根据定位信息恢复水印图像和与源图像相同的分块，再对每块 分别进行水印解码，最后通过投票机制得出最终的水印解码结果。
[0007] 基于小波抗几何攻击的数字水印方法是通过小波变换的数字水印技术，并利用 图像特征进行水印提取。
[0008] 盲数字水印方法，计算量较大需要对每一块进行处理，工作量较大。
[0009] 基于小波变换的数字水印方法对加水印图像的质量造成较大的影响。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是通过一种数字水印技术，把数字水印嵌入到图像中，从而可以使 图像抵抗大部分几何攻击。
[0011] 为了解决上述问题，本发明提出了一种抗几何攻击的安全数字图像水印的方法， 包括如下步骤：
[0012] 对图像进行DCT变换；
[0013] 对变换后的图像插入辅助模板；
[0014] 借助辅助模板检测图像受到了何种几何攻击；
[0015] 对图像进行还原后，再检测水印信息。
[0016] 所述图像的DCT变换包括：
[0017] 图像处理；
[0018] 水印信息嵌入。
[0019] 所述图像处理包括：
[0020] 对原始图像进行低通低通滤波，减少信号处理攻击影响；
[0021] 对滤波后的图像进行一层小波变换，提取低频图像作为计算不变质心的图像区 域；
[0022] 计算不变质心点。
[0023] 所述水印信息嵌入包括：
[0024] 提取HLl高频纹理图像；
[0025] 对HLl高频纹理图像做DCT变换；
[0026] 根据水印信息，在DCT左上角的主要能量区域嵌入水印信息；
[0027] 对嵌入水印的DCT块进行DCT反变换，得到嵌入水印后的图像；
[0028] 已修改过的小波变换系数为基础，做一层小波反变换，产生嵌入水印后的图像；
[0029] 以嵌入谁引得图像为基础，计算图像的三个不变质心点。
[0030] 所述对变换后的图像插入辅助模板包括：
[0031] 在经过DCT变换后的图像中嵌入参考模板的四个平移拷贝，使其自相关峰值具有 规则的分布形状。
[0032] 所述对图像进行还原后，再检测水印信息包括：
[0033] 根据三组变换前后相对应的点，计算出变换矩阵的变换参数；
[0034] 对校正后的图像做一层小波变换，提取HLl字块；
[0035] 对HLl字块做DCT变换；
[0036] 利用DCT系数，提取水印。
[0037] 实施本发明实施例通过模板嵌入，在提取水印时先对图像进行修复后再进行水印 的提取，以达到更好的效果。
【附图说明】
[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其它的附图。
[0039] 图1是本发明实施例中的抗几何攻击的安全数字图像水印的方法流程图；
[0040] 图2是本发明实施例中的嵌入模板及其自相关峰值分布状态图。
【具体实施方式】
[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 本发明的水印嵌入主要包括以下几个步骤：
[0043] ①对图像进行DCT变换；
[0044] ②对变换后的图像插入辅助模板。
[0045] 水印检测包括以下几个步骤：
[0046] ③借助辅助模板检测图像受到了何种几何攻击；
[0047] ④对图像进行还原后，再检测水印信息。
[0048] 其具体流程如图1所示。
[0049] 具体步骤解释如下：
[0050] ①图像的DCT变换
[0051] (一）图像处理
[0052] 1、对原始图像进行低通低通滤波，减少信号处理攻击影响；
[0053] 2、对滤波后的图像进行一层小波变换，提取低频图像作为计算不变质心的图像区 域；
[0054] 3、利用公式⑴计算质心C。(Cx, Cy):
【主权项】
1. 一种抗几何攻击的安全数字图像水印的方法，其特征在于，包括如下步骤： 对图像进行DCT变换； 对变换后的图像插入辅助模板； 借助辅助模板检测图像受到了何种几何攻击； 对图像进行还原后，再检测水印信息。
2. 如权利要求1所述的抗几何攻击的安全数字图像水印的方法，其特征在于，所述图 像的DCT变换包括： 图像处理； 水印信息嵌入。
3. 如权利要求2所述的抗几何攻击的安全数字图像水印的方法，其特征在于，所述图 像处理包括： 对原始图像进行低通低通滤波，减少信号处理攻击影响； 对滤波后的图像进行一层小波变换，提取低频图像作为计算不变质心的图像区域； 计算不变质心点。
4. 如权利要求3所述的抗几何攻击的安全数字图像水印的方法，其特征在于，所述水 印信息嵌入包括： 提取HLl高频纹理图像； 对HLl高频纹理图像做DCT变换； 根据水印信息，在DCT左上角的主要能量区域嵌入水印信息； 对嵌入水印的DCT块进行DCT反变换，得到嵌入水印后的图像； 已修改过的小波变换系数为基础，做一层小波反变换，产生嵌入水印后的图像； 以嵌入谁引得图像为基础，计算图像的三个不变质心点。
5. 如权利要求1所述的抗几何攻击的安全数字图像水印的方法，其特征在于，所述对 变换后的图像插入辅助模板包括： 在经过DCT变换后的图像中嵌入参考模板的四个平移拷贝，使其自相关峰值具有规则 的分布形状。
6. 如权利要求1至5任一项所述的抗几何攻击的安全数字图像水印的方法，其特征在 于，所述对图像进行还原后，再检测水印信息包括： 根据三组变换前后相对应的点，计算出变换矩阵的变换参数； 对校正后的图像做一层小波变换，提取HLl字块； 对HLl字块做DCT变换； 利用DCT系数，提取水印。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种抗几何攻击的安全数字图像水印的方法，包括如下步骤：对图像进行DCT变换；对变换后的图像插入辅助模板；借助辅助模板检测图像受到了何种几何攻击；对图像进行还原后，再检测水印信息。实施本发明实施例通过模板嵌入，在提取水印时先对图像进行修复后再进行水印的提取，以达到更好的效果。
【IPC分类】G06T1-00
【公开号】CN104766267
【申请号】CN201510155042
【发明人】薛凯军, 郝政炜, 肖剑, 罗微晓
【申请人】东莞中山大学研究院, 中山大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月2日