[发明专利]基于奇异值均值最高位奇偶性的证件防伪水印算法

说明书

技术领域

本发明涉及证件防伪领域。本发明设计一种基于奇异值均值最高位奇偶性的证件防伪水印算法，对证件进行防伪保护。

背景技术

一些现实应用场合有证件防伪的需求。证件防伪要求在不影响证件使用的前提下对证件进行防伪保护。单一的加密方法会使得密文以乱码的形式出现，如果用单一的加密方法对证件进行加密保护，将会影响到证件的外观，因此很难达到证件防伪的要求。而数字水印技术能够在不影响作品外观的前提下达到版权保护的目的。因此，一些学者将数字水印技术引入到证件防伪领域。

数字水印证件防伪系统一般可分为证件制作和证件防伪鉴别两部分。制作证件时，设计算法将具有唯一标识性的水印嵌入数码照片，并打印出来成为证件。防伪鉴别时，用扫描仪扫描证件，并通过相应的算法提取水印来判断证件的真伪。因此，打印-扫描将会给水印算法带来严峻的考验。如何抵抗打印-扫描攻击将是数字水印证件防伪系统必须解决的问题。

在抗打印-扫描水印算法研究方面，文献[1-2]建立打印-扫描失真模型，提出一种基于傅里叶-梅林变换的抗打印-扫描水印算法。文献[3]提出一种基于混沌和人眼视觉特性的空间域抗打印-扫描水印算法。文献[4]提出一种同时在空域和频域嵌入水印的抗打印-扫描水印算法。文献[5]提出一种基于离散余弦变换(Discreet Cosine Transformation，DCT)中频系数次序调整的抗打印-扫描水印算法。文献[6]提出一种基于DCT中频系数正负号调整的抗打印-扫描水印算法。

本发明通过实验发现绝大多数子块奇异值矩阵所有奇异值的均值的最高位奇偶性在打印-扫描前后不会发生改变，从而利用这种不变性并结合零水印技术^[7]提出一种证件防伪水印算法。将图像分割成互不重叠的子块，对每个子块进行奇异值分解(Singular Value Decomposition，SVD)，通过判断每个子块奇异值矩阵所有奇异值的均值的最高位奇偶性产生零水印序列。本发明考察了抵抗打印-扫描的鲁棒性。实验结果表明本发明在抵抗打印-扫描表现出很强的鲁棒性，从而达到证件防伪的目的。

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.Multimedia and Security Workshop at ACM Multimedia 99Orlando FL，USE，Oct 1999：41-46.

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[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.

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发明内容