专利名称：一种将浮水印嵌入影像档案的方法
一种将浮水印嵌入影像档案的方法技术领域
本发明关于一种将浮水印嵌入影像档案的方法，特别是对影像档案经离散余弦 转换成矩阵资料后，调整中频区资料来嵌入浮水印的方法。
背景技术：
浮水印在影像档案的保护、鉴定及窜改验证上已成为一个具潜力且有效的工具。 当浮水印嵌入在影像档案时，使用者无法察觉该数位相片内含有浮水印；当有人冒用该影 像档案，利用剪裁、缩放、几何变形、影像压缩或色调对应等手段而产生数位相片的版权争 议时，为了确认影像档案的正确性，即可利用特定的读取手段，取出隐藏于该影像档案中的 浮水印，以验证该影像档案。举例而言，有些商店会以会员卡的发放来辨识会员的身分，但， 有时会员会忘了携带会员卡甚至遗失会员卡，在管理和携带上也会跟着越加不方便，因此 可以在申请成会员时，商家以相机对会员拍照产生一影像档案，将此影像档案储存于个人 电脑中，经个人电脑的运作嵌入商家特定的浮水印，将嵌入浮水印的影像档案储存于使用 者的手持装置上，当需要会员验证时，会员直接出示手持装置显示嵌入浮水印的影像档案， 让商店用照相机或扫描机进行浮水印的扫描然后由个人电脑筛出浮水印，进行验证，因此， 商店能更简单管理会员系统，不需要额外的成本去制作会员证。
目前比较新的数位浮水印方法，大都基于以下这些理论基础，如密码学、展频通 讯(Spread-Sprectrum Communication)禾口杂讯理论(Noisy Theory)。在技术上，数位浮 水印可被表示成一种杂讯样式，然后将它加入原始的资讯中。这些被表示成“杂讯”的浮 水印或其被加入的位置，然而在实施上可能采用不同的方法来呈现，例如在中国台湾专利 TW545061中以乱数产生随机资料依权重嵌入浮水印强度，或在中国台湾专利TW200504617 所揭露以移动式的大区块数值运算后嵌入浮水印；上述方法都需要复杂耗时的运算，耗费 硬体资源与运算时间。发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种简易的方法可以将浮水印嵌入影像档案中， 本发明揭露的方法，将浮水印与影像档案储存于电脑中做影像处理，影像档案由多个影像 区块组成，原则上浮水印是对应完整的影像档案，在某些状况下，为减少运算时间，浮水印 也可以选择部份的影像档案来嵌入，但必须事先设定嵌入区域，也必须在取出浮水印时已 经知道设定的嵌入区域，才有办法取出，本方法是用于那些有对应需嵌入浮水印的区域，可 以是全部的影像档案或是设定嵌入区域的影像档案。
本发明揭露的将浮水印嵌入影像档案的方法包含以下步骤。影像档案包括复数 个影像区块，在该影像档案内选择一影像区块。对选取的该影像区块进行离散余弦转换成 一矩阵资料。将该矩阵资料区分为高频区、低频区、第一中频区与第二中频区；加总该第一 中频区内的值为第一中频值，加总该第二中频区内的值为第二中频值。当该浮水印对应该 影像区块为1时，调整该第一中频区内的资料使该第一中频值小于该第二中频值；当该浮水印对应该影像区块为0时，调整该第二中频区内的资料使该第二中频值小于该第一中频 值。重复上述步骤至所有影像区块。
根据本发明所述的方法，矩阵资料为NXN的区块矩阵，左上角的区块为最小编 号，右下角的区块为最大编号，由左上角的区块开始以Z字形方式编码。
根据本发明所述的方法，包括但不限于，该矩阵资料为8X8的区块矩阵，区块编 号为Hitl m63，左上角的区块编号为!V右下角的区块编号为m63，其中，低频区具有小编号的 区块，高频区具有大编号的区块，第一中频区与第二中频区是由具中间编号的区块来均分。
进一步地，该低频区包括mQ，Hi1, m2，m3，m4，m5区块，该高频区包括 m58，m59, m60, m61, m62, m63 IS^io
或者进一步地，该第一中频区包括 m6，m7, m12, m13, m14, m15, m16, m17, m24, m25, m26> m27，m28，m29，m30, m31, m40，m41, m42，m4:3，m44，m45，m52, m53, m54, m55 IS 1 H — Φ i IS ia m8, m9, m10, mn, m18, m19 m20，m21，m22，m23, m32, m33’m34, m35, m36, m37, m38, m39, m46, m47, m48’m49，m50, m51, m56, m57区块。
或者进一步地，该第一中频区包括 m6，m8，m10, m12, m14, m16, m18, m20, m22, m24, m 26. m28;m30, m32, m34, m36, m38, m40, m42, m44 m46, m48, m50, m52, m54, m56 IS 1 H — Φ i IS 1m7，m9, mn, m13, m15, m17 m19, m21，m23, m25，m27, m29 m31, m33, m35, m37, m39, m41，m43, m45，m47，m49，m51, m53, m55, m57区块。
根据本发明所述的方法，当该浮水印对应该影像区块为1且该第一中频值大于该 第二中频值时，将该第一中频区内的编号最大且值不为0的区块设为0，直到使该第一中频 值小于该第二中频值。
根据本发明所述的方法，当该浮水印对应该影像区块为0且该第二中频值大于该 第一中频值时，将该第二中频区内的编号最大且值不为0的区块设为0，直到使该第二中频 值小于该第一中频值。
根据本发明所述的方法还包括当该第一中频值与该第二中频值小于第一门槛 值，判断选取的该影像区块无法嵌入该浮水印，选择其他影像区块。
进一步地，当无法嵌入浮水印的影像区块数超出第二门槛值，降低该第一门槛值。
通过本发明，可以简化浮水印的嵌入步骤，并保证浮水印的嵌入影像档案的比率。
图1为本发明矩阵资料的切割成高频区、低频区与中频区的示意图。
图2为影像区块进行散余弦转换成8x8矩阵资料的编号示意图。
图3为本发明一实施例的嵌入浮水印的方法流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细 说明如下。
本发明提供的方法包含下列步骤A.由影像档案中选择一影像区块进行离散余 弦转换(DCT: discrete cosine transform)成矩阵资料，每一影像区块对应浮水印的” 1” 或”0”;B.将矩阵资料区分为高频区、低频区、第一中频区与第二中频区，根据DCT的演算法4我们可知处在高频区的值对图的资讯越重要，所以我们为了要保持影像档案的品质，我们 不能对高频区的资料更动太多，而低频区根据经验其值会越趋近0，若有所更改也会对影像 品质有重大影响，所以在本发明的浮水印演算法中，我们会先排除高频区和低频区，仅对第 一中频区与第二中频区做处理；C.加总第一中频区内的值为第一中频值；D.加总该第二中 频区内的值为第二中频值；E.当浮水印对应选择的影像区块为” 1”时，调整第一中频区内 的资料使第一中频值小于第二中频值；以及F.当该浮水印对应选择的影像区块为”0”时， 调整第二中频区内的资料使第二中频值小于第一中频值。
上述的矩阵资料可为NXN的区块矩阵，N为大于1的整数，左上角的区块为最小 编号，右下角的区块为最大编号，由左上角的区块开始以Z字形方式编码。
调整第一中频值或第二中频值的大小，可以选择将第一中频区或第二中频区内所 代表的值以均等化的减低，或是选择部份值来减低都会有效果，而在本发明中，由于接近高 频区的值较接近低频区的值高，减低此部分的值较为有效且改变影像区块的范围较少，因 此，当该浮水印对应该影像区块为” 1”且第一中频值大于第二中频值时，将第一中频区内的 编号最大且值不为0的区块设为0，直到使第一中频值小于第二中频值；当浮水印对应影像 区块为”0”且第二中频值大于第一中频值时，将第二中频区内的编号最大且值不为0的区 块设为0，直到使第二中频值小于第一中频值。
为了让影像不至于因为修改第一中频区或第二中频区内的值而使影像品质变差， 本发明另外设定第一门槛值，当第一中频值与第二中频值小于第一门槛值，判断无法嵌入 浮水印，选择其他影像区块。主要的目的在于确保在中频区有足够的影像资讯，即使做部分 删去，人眼无法辨识。
无法嵌入浮水印的状况，在实际操作时发生的机率不高，然而若是无法嵌入的影 像区块超出第二门槛值，本发明另揭露可以选择性的降低第一门槛值，保证大部分的浮水 印能顺利嵌入影像档案。
如图1所示为由影像档案选择一影像区块进行离散余弦转换(DCT: discrete cosine transform)所形成的矩阵资料，矩阵资料区分为高频区HI、低频区Li、第一中频区 Ml与第二中频区M2，在本实施例中第一中频区Ml与第二中频区M2的切割方式为在排除高 频区Hl与低频区Ll后将中频区做影像区块的均分，在图1中是以左上至右下的对角线做 均分，本发明另外揭露以中频区的编号来均分，举例而言，利用偶数编号与奇数编号来区分 第一中频区Ml与第二中频区M2。
如图2所示，一般在运算时，矩阵资料为8x8的区块矩阵，左上角的区块为编号mQ， 右下角的区块为编号m63，由左上角的m0区块开始以Z字形(Zighg)方式编码至右下角的 m63区块，第一中频区与第二中频区是由具中间编号的区块来均分。
举例而言低频区Ll包括mQ，Hi1, m2，m3，m4，m5区块，高频区Hl包括 m58，m59，m60，m61，m62，m63O ￠11 — 歹ij 中，H —中 _ 区 Ml 1m6, m7, m12, m13, m14, m15, m16, Hi1 7, m24, m25, m26, m27，m28, m29, m30, m31, m40, m41, m42, m43，m44, m45, m52, m53, m54, m55 区块，第二 中频区 M2 包括 m8, m9, m10, mn, m18, m19 m20，m21，m22，m23, m32, m33’m34, m35, m36, m37, m38, m39, m46, m47，m48 m49, m50, m51, m56, m57 区块。在第二实施例中，第一中频区 Ml 包括 m6, m8, m10, m12, m14, m16, m18, m20, m22, m24，m26, m28 m30, m32, m34, m36, m38, m40, m42，m44，m46，m48，m50, m52，m54，i%；区块，第二 中频区 M2 包括 m7，m9, mn, m13, m15, m17 m19, m21，m23, m25，m27, m29 m31, m33, m35, m37, m39, m41，m43, m45，m47，m49，m51, m53, m55,Hl57区块。
请参见图3揭露本方法一实施例的对影像档案进行嵌入浮水印的方法，包含以下 步骤。步骤301，由影像档案选择一影像区块进行。选择的影像区块为待嵌入浮水印的影像 区块，当所有影像区块被选择处理过，代表浮水印已经嵌入，本方法完成。步骤302，对所选 择的影像区块进行8x8的离散余弦转换(DCT)成矩阵资料。步骤303，将矩阵资料区分为高 频区、低频区、第一中频区与第二中频区，加总第一中频区内的值为第一中频值，加总该第 二中频区内的值为第二中频值。步骤304，当第一中频值与第二中频值均小于第一门槛值， 判断所选择的影像区块无法嵌入浮水印，选择其他影像区块，返回步骤301。步骤305，当浮 水印对应影像区块为“1”时且第一中频值小于第二中频值(步骤307)，认定浮水印已对应 影像区块嵌入“1”;若是第一中频值不小于第二中频值，将第一中频区内的编号最大且值不 为0的区块设为0，直到使第一中频值小于第二中频值(步骤309)；同样的，在步骤306，当 浮水印对应影像区块为“0”时且第二中频值小于第一中频值(步骤308)，认定当浮水印已 对应影像区块嵌入“0”，若是第二中频值不小于第一中频值，将第二中频区内的编号最大且 值不为0的区块设为0，直到使第二中频值小于第一中频值(步骤310)，完成步骤307或 308后，返回步骤301，继续处理其他影像区块，直至需要处理的影像区块均被处理完毕。
通过本发明，可以简化浮水印的嵌入步骤，并保证浮水印的嵌入影像档案的比率， 非常适合应用在手机上。本发明提供的浮水印嵌入方法主要处理中频区资料，调整较少的 资讯即可达到浮水印嵌入的目的，同时可以抵抗影像压缩失真性压缩破坏的影响。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。 必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和 范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
权利要求
1.一种将浮水印嵌入影像档案的方法，该影像档案包括复数个影像区块，其特征在于 该方法包含在该影像档案内选择一影像区块；对选取的该影像区块进行离散余弦转换成一矩阵资料；将该矩阵资料区分为高频区、低频区、第一中频区与第二中频区；加总该第一中频区内的值为第一中频值，加总该第二中频区内的值为第二中频值；当该浮水印对应该影像区块为1时，调整该第一中频区内的资料使该第一中频值小于 该第二中频值；当该浮水印对应该影像区块为0时，调整该第二中频区内的资料使该第二中频值小于 该第一中频值；以及重复上述步骤至所有影像区块。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该矩阵资料为NXN的区块矩阵，左上角的区 块为最小编号，右下角的区块为最大编号，由左上角的区块开始以Z字形方式编码。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该矩阵资料为8X8的区块矩阵，区块编号 为Hltl Hl63，左上角的区块编号为!V右下角的区块编号为Hl63，其中，低频区具有小编号的区 块，高频区具有大编号的区块，第一中频区与第二中频区是由具中间编号的区块来均分。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该低频区包括1%HI1, m2, m3, m4, m5区块，该高 频区包括 m58, m59, m60, m61, m62, m63 区块。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该第一中频区包括Hl6,m7, Hl12，Hl13，Hl14，Hl15，Hl16 ，m17, m24, m25, m26, m27，m28, m29, m30, m31, m40, m41, m42, m43，m44, m45, m52, m53, m54, m55 区块,该第二中频区 包括 m8, m9, m10, mn, m18, m19 m20，m21，m22，m23, m32, m33’m34, m35, m36, m37, m38, m39, m46, m47，m48 m49, m50, m51 ，m56, m57
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该第一中频区包括Hi6,m8, m10, m12，m14、 mi6、 mi8，m20, m22, m24, m26, m28 m30, m32, m34, m36, m38, m40, m42, m44’m46，m48, m50, m52, m54, m56 区块,该第二中频区 包括 m7, m9, mn, m13, m15, m17 m19, m21, m23, m25, m27, m29 m31, m33, m35, m37, m39, m41, m43, m45, m47，m49, m51, m53 ，m55, m57
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当该浮水印对应该影像区块为1且该第一中 频值大于该第二中频值时，将该第一中频区内的编号最大且值不为0的区块设为0，直到使 该第一中频值小于该第二中频值。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当该浮水印对应该影像区块为0且该第二中 频值大于该第一中频值时，将该第二中频区内的编号最大且值不为0的区块设为0，直到使 该第二中频值小于该第一中频值。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括当该第一中频值与该第二中频值小 于第一门槛值，判断选取的该影像区块无法嵌入该浮水印，选择其他影像区块。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当无法嵌入浮水印的影像区块数超出第二 门槛值，降低该第一门槛值。
全文摘要
本发明有关一种将浮水印嵌入影像档案的方法。影像档案包括多个影像区块，首先选择一个影像区块进行离散余弦转换成矩阵资料，将该矩阵资料区分为高频区、低频区、第一中频区与第二中频区，加总第一中频区内的值为第一中频值，加总第二中频区内的值为第二中频值，当浮水印对应影像区块为”1”时，调整第一中频区内的资料使第一中频值小于该第二中频值，而当浮水印对应影像区块为”0”时，调整第二中频区内的资料使第二中频值小于该第一中频值，如此将浮水印嵌入。本发明提供的浮水印嵌入方法主要处理中频区资料，调整较少的资讯即可达到浮水印嵌入的目的，同时可以抵抗影像压缩失真性压缩破坏的影响。
文档编号G06T1/00GK102034218SQ20101057429
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者谢俊彦 申请人:佳世达科技股份有限公司, 苏州佳世达电通有限公司