[发明专利]一种对离散余弦变换域数字水印系统的自适应攻击方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字水印(Digital Watermarking)技术领域，特别涉及一种对离散余弦变换(DCT)域数字水印系统的自适应攻击方法。

背景技术

数字水印系统可以将水印嵌入到图像中，对图像进行版权保护；同时还可以对攻击后的含有水印的图像提取水印信息，从而用于对攻击方法的检测。攻击水印的直接目的是移除水印，能够阻止水印的正确提取，或者无法正确读取嵌入在图像中的水印信息。通过攻击水印，还可以测试数字水印系统的各项性能指标，从而可以促进数字水印系统技术的发展，设计出可以有效抵抗某些攻击的特定数字水印系统。

在水印攻击系统中，如何保证隐蔽载体(即嵌入水印的图象)的质量不变，这是人们一直在寻求解决的技术问题。因为，如果攻击后，隐蔽载体的质量发生了比较大的改变，会影响隐蔽载体的使用，并且会使人们意识到隐蔽载体受到了攻击。按照攻击数字水印系统是否改变隐蔽载体的质量，现有数字水印系统攻击方法分为两大类：第一类攻击方法，通过显著改变隐蔽载体的质量，对数字水印系统进行攻击。这一类的代表是几何攻击方法和图像处理方法；第二类攻击方法，通过细微改变隐蔽载体的质量进行水印攻击，以至于这种改变不被人视觉系统感知的前提下，这一类的代表是马赛克攻击，这类方法对于测试隐蔽载体的质量改变不被人视觉感知的数字水印系统有很高的准确性。

但是，马赛克攻击方法仍有一些缺点。例如，马赛克攻击的原理是将图像切分成许多足够小的块，如果被切成的小块小于检测算法需要的最小的块，就会使检测方法失灵；并且攻击后经过重新组装，就可以完全恢复原始图像；马赛克攻击虽然没有改变隐蔽载体质量，但是攻击后的载体包含数字水印系统不能识别的完整水印，数字水印系统能验证水印的存在性，因此，马赛克攻击不能证明完整的隐蔽载体被攻击的有效性，即攻击容易被检测到或被发现。另外，马赛克攻击尽管可以阻止对攻击后隐蔽载体的检测，但若要从攻击后的隐蔽载体中恢复水印，还需要进行逆变换，需要很多附加信息的参与才能完成，而且并不是自动完成的过程，恢复后图像的视觉效果差。

因此，现有的数字水印系统的攻击方法容易被检测到和发现，图像质量视觉效果差，而且攻击后恢复水印方法复杂，不能自动完成。

发明内容

为了能够证明隐蔽载体被攻击的有效性，本发明提供了一种对DCT域数字水印系统的自适应攻击方法。所述技术方案如下：

一种对离散余弦变换域数字水印系统的自适应攻击方法，所述方法包括：

步骤a：获取数字水印图像；

步骤b：将所述数字水印图像分成若干个n×n像素的子块，获取所述子块的人类视觉系统分类结果，得到所述子块迭加的水印分量的强度分区结果；

步骤c：根据所述强度分区结果，采用周期性变换矩阵对每一个子块进行一次攻击，得到经过攻击的子块矩阵；

所述周期性变换矩阵应满足下述两式：

(1).^m(X_n)＝A^mX_n(modN)，其中，A为周期性变换矩阵，A＝(a_ij)_n×n，a_ij为整数，^m(X_n)＝X_n，X_n为原始分块的子块矩阵，X_n＝(x₁，…，x_n)^T，X_n′＝(x₁′，…，x_n′)^T，x₁，…，x_n∈{0，1，…，N-1}，N是变换的阶数；

(2).AmN(modN)=En,]]>其中，m_N为变换X_n′＝(X_n)的周期，E_n为n阶单位矩阵；

步骤d：计算每一个子块矩阵的峰值信噪比，选择再次攻击或者输出图像。