[发明专利]在固定图像或活动图像中插入数据的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及在固定图像或活动图像中插入信息。

本发明尤其但不唯一应用于在图像或图像序列中创建和插入水印，插入信息以便为序列的图像编索引，或者加扰视频图像。在插入水印和为图像编索引的应用中，信息的插入必须不易被觉察。相反，在图像加扰的应用中，该插入应该显著降低图像的质量。

背景技术

对诸如固定图像或活动图像的内容进行数字化的技术允许不限制数量、不降低质量地实现对该内容的拷贝。同时，信息网络和个人计算机的发展导致这些内容不受控制地传播。因此，尊重该内容的著作权变得越来越困难。

存在一些保护技术，允许控制受著作权保护的作品的传播，这些技术可以分为两类。第一类结合加密技术，该加密技术包括对数字化内容实施加密，使其在没有解密密钥时不可读出。第二类结合插入不可觉察的包含信息的水印的技术，所述信息使得可以识别作品的合法拷贝或者限制复制可能性的代码。

为使插入水印的技术有效，水印绝不能在对图像质量没有造成实质损害的情况下从内容中除去。特别是，绝不能通过组合同一内容的多个拷贝来除去水印。此外，图像，特别是视频序列，通常要经历多种处理，诸如模数和数模转换、压缩/解压处理、标度变换或重对齐或亮度调整、对比度调整和颜色调整处理。水印也必须经得起这些处理。

所用技术还必须允许插入足够的信息量，考虑到该信息量增加的越多，插入水印对图像质量并因此对水印牢固性的影响就越大。

存在多种用于在固定图像或活动图像中插入水印的技术，这些或多或少经得起破坏和图像处理操作。在这些技术中，专利US 6 557 103描述了一种暗号书写法，涉及通过扩谱序列对要插入图像中的信息进行预调制。与其他水印插入技术相比，该方法在插入图像中的信息的带宽和牢固性方面具有好的性能。

然而，该方法虽然通用，但是在图像的情况下并非最佳，该方法需要使用纠错编码对要插入图像中的信息进行预编码，这导致带宽减小或者能被插入图像中的有用信息的量减少。

发明内容

本发明的目的是消除上述缺点。该目的通过提供将包括预定数目的符号的信息插入至少一个图像的图像序列中的方法来实现，所述至少一个图像包括预定数目的行，每行包含预定数目的像素。

根据本发明，该方法包括以下步骤：

-生成具有插入图像序列谱中的梳状谱的函数集，所述函数集对于要插入的信息的每个符号而言包括相应的函数，

-以表示要插入的信息的相应符号的值相移函数集中的每个函数，

-叠加相移后的函数，以及

-将图像序列的像素与通过叠加相移后的函数所得到的结果进行组合。

根据本发明的一个优选实施例，该方法还包括在所述函数集的每个函数相移之前对要插入的信息的符号进行交织的步骤。

根据本发明的一个优选实施例，该方法包括在所述函数集的每个函数的相移调制之前生成伪随机序列的步骤以及利用该伪随机序列混排要插入的信息的符号的步骤，该伪随机序列对于要插入的信息的每个符号都包括相应的符号。

优选地，所述混排步骤包括按照异或运算来组合要插入的信息的符号和所述伪随机序列。

根据本发明的一个优选实施例，所述函数集的函数具有相应的主谱线，该主谱线以与所述图像序列的行频率对应的恒定间距隔开。

根据本发明的一个优选实施例，所述图像序列具有梳状谱，所述函数集的梳状谱相对于图像序列谱偏移调整的频率。

根据本发明的一个优选实施例，将所述图像序列的像素与通过叠加相移后的函数所得到的结果进行组合是通过调整所述图像序列像素的亮度来执行的。

根据本发明的一个优选实施例，将所述图像序列的像素与通过叠加相移后的函数所得到的结果进行组合是通过旋转所述图像序列像素的颜色分量来执行的。

根据本发明的一个优选实施例，该方法还包括预处理图像的步骤，以避免当将所述图像序列的像素与通过叠加相移后的函数所得到的结果进行组合时所述图像序列的像素的饱和现象。

根据本发明的一个优选实施例，该方法还包括对要插入的信息的符号进行编码的步骤，以对于所述图像序列的像素的每个颜色分量得到不同的符号序列，所述函数集的函数按得到的每个符号序列相移、叠加、然后分别与所述图像序列的像素的颜色分量进行组合。

根据本发明的一个优选实施例，为了得到用于每个颜色分量的不同符号序列，对要插入的信息的符号施加的编码为卷积型编码。