[发明专利]基于局部视觉关注的数字图像水印方法

说明书

技术领域

本发明所述的基于局部视觉关注的数字图像水印方法，属于多媒体信息安全中信息隐藏与数字水印技术领域，具体涉及一种鲁棒性图像水印新方法。

背景技术

目前加速发展的网络和多媒体数据的数字化极大地提高了信息表达的效率和准确性，随着因特网的日益普及，多媒体信息的交流已经达到前所未有的深度和广度。然而，随之出现的问题也愈加严重，不仅使数字产品安全质量得到质疑，而且严重损害了数字媒体原创者的版权和经济利益，对社会产生不良影响。因此，鲁棒的数字水印技术显得尤为重要。目前提出的水印算法一般能较好的抵抗图像常规处理，如低通滤波，JPEG压缩等；尽管如此，大多数算法仍无法很好的抵抗几何攻击，如旋转，缩放，平移等。几何攻击破坏了载体和水印之间的同步性，虽然载体中仍然含有水印，但是由此产生的同步误差使得检测器无法正确提取水印。因此，研究抵抗几何攻击的图像水印算法是一项极具挑战性的课题。

截止到目前，人们主要采用三种措施设计抗几何攻击图像水印方案，分别为构造几何不变量、隐藏模版或可识别结构、利用原始数据重要特征等。其中，前两种方案可以抵抗常规的信号处理和全局仿射变换，却无法有效抵抗局部失真、随机剪切、几何变换组合等较复杂攻击。第三类基于图像内容特征的方法，其基本思想是，利用图像中相对稳定的特征点标识水印嵌入位置，并在与每个特征点相对应的局部特征区域内独立地嵌入数字水印，同时利用特征点来定位和检测数字水印，从而有效抵抗去同步攻击。尽管如此，这类方法普遍存在局部特征区域不具有协变性，或区域虽具有协变性，但由于算子本身的不稳定性，所以对纵横比改变、剪切等几何攻击仍缺乏鲁棒性。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的基于局部视觉关注的数字图像水印方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的基于局部视觉关注的数字图像水印方法，从而解决目前数字图像水印方法普遍存在局部特征区域不具有协变性，或区域虽具有协变性，由于算子本身的不稳定性，所以对纵横比改变、剪切等几何攻击仍缺乏鲁棒性等问题。本发明所述的基于局部视觉关注的数字图像水印方法，主要包括如下两个方面：椭圆局部特征区域的自适应划分和基于局部视觉关注的数字图像水印的嵌入与提取。

本发明所述的椭圆局部特征区域的自适应划分步骤如下：

第一步、椭圆中心位置的确定：

利用最小生成树(MST)聚类算法对特征点进行分类，将满足距离约束条件的特征点归为一类，对于同一类特征点，选择特征强度较大的特征点.以这些特征点的位置确定出椭圆形局部特征区域的中心，记为O_t(x，y)。

第二步、椭圆长短半轴的求取：

将第一步中确定的特征点O_t(x，y)所对应的特征尺度作为已知条件构造多项式，从而求得椭圆长短半轴，具体确定方法如下：

这里，A_t表示当前局部区域长轴；B_t表示当前局部区域短轴；s_t表示当前图像特征点的特征尺度；表示上取整；k，τ为自适应常数(正整数)，分别用于调节A_t，B_t的大小；A_t，B_t的上界为载体图像尺寸的一半(假设当前特征点位于图像的中心，该上界仅仅是理论上的，一般取不到)，A_t的下界为1，B_t的下界为(当τ＝1时)，因此，A_t，B_t的理论取值范围是：

1≤At≤min(M,N)2]]>

其中，M和N分别表示原始载体图像的长和宽；

第三步、椭圆方向角的求取：

取椭圆中心与其一片邻域的质心所确定的直线与x轴的夹角作为椭圆的方向角，记为θ_t