[发明专利]基于直流系数比较的抗二次打印-扫描鲁棒零水印算法

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全领域。本发明设计一种基于直流系数比较的抗二次打印-扫描鲁棒零水印算法，应用于证件防伪领域。

背景技术

数字水印技术的功能之一在于对作品进行版权保护，可以被应用到证件防伪领域。基于数字水印技术的证件防伪系统可以描述如下：在证件制作端，数码照相机对人进行拍照形成数码照片，通过特定的水印嵌入算法将唯一代表此人的水印信息嵌入数码照片，然后打印出来制作成证件。在证件鉴别端，用扫描仪扫描证件图像，进行一定的后处理后利用相应的水印提取算法提取水印信息来鉴别真伪。可见，对于整个证件防伪系统而言，打印-扫描处理是水印算法鲁棒性所面临的主要考验。

目前，已提出的能抵抗打印-扫描攻击的鲁棒数字水印算法仍然比较少。文献[1-2]认为打印-扫描涉及到D/A和A/D两次变换，会产生添加随机噪声、剪切、缩放、旋转等干扰，从而建立一个刻画打印-扫描所引起失真的模型，并提出基于傅里叶-梅林变换的抗打印-扫描数字水印算法。文献[3]同时使用二维周期性模式在空域嵌入水印和使用模极法在频率域嵌入水印，从而设计出一个抵抗打印-扫描的数字水印算法。文献[4]提出一种空间域的基于人眼视觉特性和混沌映射的抗打印-扫描数字水印算法。文献[5]通过调整离散余弦变换(Discreet Cosine Transformation，DCT)中频系数的次序嵌入水印。文献[6]通过调整DCT中频系数分类中的系数正负号数量嵌入水印。文献[7]将文献[6]的思想应用于离散小波变换域(Discreet Wavelet Transformation，DWT)，通过调整DWT细节子带系数的正负号数量嵌入水印。但以上算法都存在两点不足之处：(1)以上算法都只研究了抵抗一次打印-扫描的能力，却没有研究抵抗二次打印-扫描的能力；(2)打印-扫描后的数字图像有可能在传输过程中进一步遭受一些信号处理的攻击，但以上算法都没有对此进行研究。

本发明的工作是针对以上不足之处展开的。本发明利用小波低频逼近子带相邻两个子块直流系数(Direct Coefficient，DC)数值大小关系的稳定性，结合零水印技术[8]提出一种抗二次打印-扫描的数字水印算法。本发明不仅考察了算法抵抗一次打印-扫描的能力，而且还考察了抵抗二次打印-扫描的能力和抵抗打印-扫描后信号处理攻击的能力。实验结果表明本发明在以上攻击测试中都表现出比较强的鲁棒性。

参考文献

[1]Lin Ching-yang，Chang Shih-fu.Distortion modeling and invariant extraction for digital image print-and-scan process[C]//Proceedings of International Symposium on Multimedia Information Processing(ISMIP 99).

Taipei，Taiwan，December 1999.

[2]Lin Ching-Yang.Public watermarking surviving general scaling and cropping：an application for print-and-scan process[C].Multimedia and Security Workshop at ACM Multimedia 99 Orlando FL，USE，Oct 1999：41-46.

[3]Gueluy D，Macq B，Delannay D.A print and scan optimized watermarking scheme[J].IEEE Transaction on Image Processing，2001：511-515.

[4]张静，张春田.能抗打印一扫描过程的数字图像水印算法[A].全国第三届信息隐藏学术研讨会论文集[C]，机械工业出版社，2001：151-157.

[5]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.

[6]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.

[7]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.