[发明专利]一种印刷品数字水印嵌入与提取装置以及方法

说明书

技术领域

本发明属于印刷品数字水印嵌入与提取，具体涉及一种可抵抗打印扫描和几何变换的印刷品数字水印嵌入与提取装置及方法。

背景技术

随着互联网在全世界范围内的普及，各种数字作品(包括文档、声音、图像和视频等)能够更加容易地被非法复制和传播，特别是印刷品的盗版越来越严重，虽然出现了很多印刷防伪手段，但是由于高精度的彩色打印机，复印机和扫描仪的出现，盗版以及假证市场依然很猖獗，这必然对版权所有者的利益造成损害。

2005年以来，我国出现了多个关于数字水印的专利技术。例如《一种可抗几何攻击和常规攻击的数字水印方法》(专利申请号200510118216)，提出了一种基于全图D C T变换的数字水印技术；《一种基于图像相位特征抗局部非线性几何攻击的水印方法》(专利申请号200610137067)，提出了一种基于图像相位特征的数字水印技术；《一种基于小波抗几何攻击的数字水印方法》(专利申请号200610005372)，提出了一种基于小波变换的数字水印技术；《一种可抗打印扫描和几何变换的多比特数字水印方法》(专利申请号200710028780)，提出了一种可抗打印扫描和几何变换的多比特数字水印方法；虽然针对数字水印的专利已经不少，但这些技术的缺点是：大部分的方法并不能抵抗打印扫描和几何变换，故而不能在印刷品水印中应用，而那些能抵抗打印扫描和几何变换的方法大多在效率，安全性和鲁棒性上效果不太理想。

发明内容

为了解决现有技术中存在的数字水印不能抵抗打印扫描和几何变换的缺陷，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种印刷品数字水印嵌入与提取装置，保障水印能安全、快速地进行提取。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种印刷品数字水印嵌入与提取的方法，保障水印能安全、快速地进行嵌入和提取。

根据本发明的第一种技术方案，一种印刷品数字水印嵌入与提取装置，包括水印嵌入机、水印提取机、密钥包，其特征在于：所述水印嵌入机内设置有图片读写器、嵌入控制机构和嵌入机构；所述水印提取机内设置有图片读写器、提取控制机构和提取机构，其中：水印嵌入机和水印提取机共用图片读写器；

所述图片读写器的第一输出端连接所述嵌入控制机构的第一输入端，图片读写器的第一输入端连接嵌入控制结构的第一输出端，所述嵌入控制机构的第六输入端连接密钥包的第一输出端，图片读写器从外界读取待嵌水印的图片数据并将该数据发送给所述嵌入控制机构；嵌入控制机构读取密钥包产生的密钥，并将密钥和待嵌水印的图片数据输入嵌入机构，嵌入机构将待嵌入的水印数据进行扩频处理，将待嵌水印的图片数据进行离散傅立叶变换后，在频域的中频区域嵌入水印，再对已嵌入水印的数据做对数极坐标变换，并嵌入聚类模板，再将处理后的数据做逆对数极坐标变换和逆傅立叶变换，然后输出给嵌入控制机构，嵌入控制机构将已嵌入水印的图片数据输出给图片读写器，图片读写器接收嵌入控制结构输出的已嵌入水印的图片数据，写出已嵌入水印的图片；

其中，所述嵌入机构内还设置有水印信息扩频器、变换器、聚类模板生成器和嵌入器；

所述水印信息扩频器的输入端与嵌入控制机构的第二输出端连接，所述水印信息扩频器的输出端与嵌入控制机构的第二输入端连接，水印信息扩频器接收嵌入控制机构输出的密钥和待嵌水印的图片数据，将待嵌入的水印数据进行扩频处理，数据经扩频后再传回嵌入控制机构，由嵌入控制机构将该水印扩频数据输出到嵌入器；

所述聚类模板生成器的输入端连接到嵌入控制机构第三输出端，聚类模板生成器的输出端连接到嵌入控制机构第三输入端，聚类模板生成器接收嵌入控制机构输出的待添加模板的数据和从密钥包中取得的密钥，聚类模板生成器通过密钥来生成嵌入模板的位置，然后以该位置为中心扩展出一个5×5的矩阵，将该矩阵的方差设成0，将其作为一个聚类模板嵌入这个坐标位置，已添加模板的数据再传回嵌入控制机构，由嵌入控制机构将该数据输出到嵌入器；