[发明专利]一种抗打印-扫描零水印算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多媒体信号处理领域，尤其是数字图像版权保护领域。本发明提供一种抗打印-扫描零水印算法，对需要经历打印-扫描攻击的数字图像进行版权保护。

背景技术

随着互联网的发展，越来越多的数字产品在网络上广泛传播。在许多场合，需要将网络上的数字图像打印出来经过处理后再重新扫描成数字图像在网络上传播。如何对需要经历打印-扫描过程的数字图像进行版权保护便成为一个急需解决的课题。打印-扫描涉及到D/A和A/D两次变换，会带来添加随机噪声、剪切、缩放、旋转等干扰。抗打印-扫描的数字水印算法要求对这一系列攻击都具有很高的鲁棒性。研究抗打印-扫描攻击的水印算法具有很高的理论研究和实际应用价值。

到目前为止，绝大多数数字水印算法的鲁棒性还不足够抵抗打印-扫描攻击，能抵抗打印-扫描攻击的数字水印算法并不多见。查阅相关文献资料，国内研究者目前大致已提出以下几个抗打印-扫描攻击的数字水印算法，见本部分末尾所列参考文献。牛少彰、伍宏涛等人[1]对离散余弦变换域系数进行分类，通过每类中正负号数量表示水印信息。牛少彰、钮心忻等人[2]通过调整离散余弦变换域中频系数的次序嵌入水印信息，提取时两次利用模糊模式识别的最大隶属度原则判别水印信息。孙云峰、翟宏琛等人[3]利用傅里叶计算全息技术设计一种抗打印-扫描的彩色图像数字水印系统，具有较大的水印嵌入容量。由于Walsh函数具有严格正交性，葛云露、年桂君等人[4]首先利用Walsh函数对原始水印进行编码调制，然后结合人眼视觉特性在离散小波变换低频逼近子带自适应嵌入水印信息，实现大容量有意义水印信息的嵌入和提取。谭论正、朱宁波等人[5]提出一种适用于文档图像的抗打印-扫描数字水印技术，通过调整文档图像块的离散小波变换域细节子带正负号数量表示水印信息。寻找数字图像打印-扫描前、后尽量保持稳定不变的特征量是设计此类算法的关键之处。

离散小波变换低频逼近子带聚集了原始图像的绝大部分能量，比其他三个细节子带具有更强的抗干扰稳定性。奇异值分解后得到的奇异值对外界扰动具有很好的稳定性。零水印算法往往利用原始载体的稳定特征产生零水印，有效解决不可见性与鲁棒性之间的矛盾。零水印算法具有强鲁棒性的关键在于所利用的特征量对外在干扰具有强稳定性。本发明利用离散小波变换低频逼近子带的能量聚集效应和奇异值分解的奇异值稳定性，提出一种抗打印-扫描零水印算法，旨在实现对需要经历打印-扫描攻击的数字图像进行版权保护。

参考文献

[1]牛少彰，伍宏涛，谢正程，刘歆，杨义先.抗打印扫描数字水印算法的鲁棒性[J].中山大学学报(自然科学版)，2004，43(增刊2)：1-4.

[2]牛少彰，钮心忻，杨义先，胡文庆.半色调图像中数据隐藏算法[J].电子学报，2004，32(7)：1180-1183.

[3]孙云峰，翟宏琛，杨晓苹，王明伟.傅立叶计算全息数字水印在彩色图像印刷防伪中的应用[J].光电子.激光，2008，19(7)：952-955.

[4]葛云露，年桂君，王树勋.基于Walsh编码调制的抗打印扫描数字水印算法[J].东南大学学报(自然科学版)，2007，37(增刊I)：197-200.

[5]谭论正，朱宁波，孙星明.基于文档图像的抗打印-扫描数字水印技术[J].计算机应用研究，2007，24(12)：199-200，265.

发明内容

本发明的目的是提供一种抗打印-扫描零水印算法，以便实现对需要经历打印-扫描攻击的数字图像进行版权保护。

为达此目的，本发明利用离散小波变换低频逼近子带的能量聚集效应和奇异值分解的奇异值稳定性，设计一种抗打印-扫描零水印算法。本发明的版权认证流程图包括以下六种模块：

A、零水印产生模块；

B、后处理模块；

C、零水印提取模块；

D、相似度评价模块；

E、阈值设置模块；

F、版权归属判断模块。

模块A包括以下内容：

原始图像进行n层离散小波变换，将第n层低频逼近子带进行分块奇异值分解，通过判断两个相邻子块最大奇异值的大小关系产生零水印w。

模块B进一步包括以下内容：

对打印-扫描后输入的数字图像进行裁剪、旋转校正、调整图像采样分辨率、调整图像大小等操作

模块C包括以下内容：