[发明专利]用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法

权利要求书

1.一种用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法，其特征在于包括下列步骤：

一、将彩色图像的RGB颜色空间转换到独立于设备的L^*a^*b^*颜色空间，为了提高水印的抗攻击能力，利用图像相邻像素的亮度具有强相关性的特点，选择在L^*亮度分量中嵌入水印；

二、生成有色噪声水印模式信号，首先将可读水印编码为二进制水印信号，将水印信号经纠错编码并随机交织后的单极性二转换成双极性序列，然后采用码分复用CDMA调制的方法生成水印信号，用于CDMA扩频调制扩频码采用非高斯分布的扩频码，得到有色噪声水印模式信号；

三、用关于梯度模的增函数作为视觉控制因子，梯度模的大小可用来判断边缘，大的地方为边缘，小的地方为平坦区域，很好地描述图像的局部特性，与人类视觉系统的感觉特性相吻合；

四、在L^*亮度分量中采用加法规则嵌入水印，利用了多媒体内容本身的空间相关性，与变换域相比具有更强的抗几何攻击性能；

五、水印的提取，用归一化相关的方法检测水印，相关检测前用预测滤波器对其进行预处理，目的是滤除载体信号能量以及使残余的载体信号更趋近于高斯分布，得到水印信号的估计值，对预处理后的信号进行归一化相关检测；

六、水印信息译码，将提取的水印比特位经纠错解码并译码为可读水印信息。

2.根据权利要求1所述的用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法，其特征在于：采用加性原则将水印信号嵌入L^*a^*b^*颜色空间的L^*亮度分量中，它的改变不会引起图像颜色分量的变换，造成图像的失真，可使水印信号在保证不影响原始彩色图像质量的前提下，对不同设备颜色空间转化所引起的攻击具有较强的鲁棒性。

3.根据权利要求1所述的用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法，其特征在于：用有色噪声水印模式抵抗中轻度的几何失真以及局部的、小的非线性几何变形。在扫打印描过程中引入的视觉可感知的大角度旋转以及尺度的缩放可以通过扫描软件进行调整，调整至视觉不可感知的程度便可依靠算法本身实现对打印扫描的鲁棒性。

4.根据权利要求1所述的用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法，其特征在于：为了在相关检测时使不同水印比特之间具有最大的可辨别性，将水印比特经纠错编码并随机交织后的单极性二值序列转换成双极性序列，纠错编码的目的是降低信道误码率，随机交织的目的是使水印比特服从贝努利分布。

5.根据权利要求1所述的用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法，其特征在于：在嵌入端，用关于梯度模的增函数作为视觉控制因子，与人类视觉系统的感觉特性相吻合，依据图像的纹理特征控制水印的嵌入强度，实现水印的自适应嵌入。

6.根据权利要求1所述的用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法，其特征在于：在检测端，用预测滤波器对水印图像进行归一化相关检测前作预处理，图像在打印过程中要经历半色调处理，对水印构成了很强的攻击，利用图像相邻像素具强相关性的空间特性，预测滤波器可以将图像中的像素合理地从他们的相邻像素预测出来，进一步得到水印信号的估计值。