[发明专利]基于非下采样Contourlet变换的压缩图像指纹方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体是一种基于非下采样Contourlet变换的压缩图像数字指纹方法，该方法能有效地抵共谋攻击以及常规的信号处理攻击，可用于对互联网中的数字图像进行版权保护。

背景技术

在网络技术迅猛发展的同时，数字多媒体技术也在飞速的发展，各类数字化产品已经十分普遍。随着数字多媒体作品的诞生，通过网络和数字技术发布产品与信息变得前所未有的容易。然而，网络与数字技术的高速发展给人们生活带来便捷的同时也带来了冲突。如使用者未经许可对作品进行复制、加工和传输，私人复制给版权人带来的损失等。数据表明亚洲2006年的电视盗版行为让付费电视公司损失了11.3亿美元；全球唱片业因盗版造成的损失至少有50亿美元，网上所能非法下载的音乐数量已达近10亿首；2005年美国因电影盗版损失61亿美元；全球35％的电脑用的是非法软件，造成的经济损失估计达到340亿美元。

数字水印技术可以有效的保护多媒体版权。在多媒体发布前版权者向其中嵌入一些特定信息用以标记多媒体信息，以便多媒体信息发生版权争议时维护合法权益。数字指纹是一种特殊的数字水印，版权者在向用户分发作品时在其中嵌入用户标记，当发现非法复制的拷贝时根据嵌入的标记识别泄漏数据的用户。数字指纹被认为是追踪数据流向的有效手段。

自上世纪90年代初期以来已有众多的数字指纹算法提出，但早期的算法主要是基于DCT域的针对非压缩图像的数字指纹方法。文献I.Cox，J.Kilian，F.Leighton，andT.Shamoon，“Secure spread spectrum watermarking for multimedia，”IEEE Transactionson Image Processing，vol.6，pp.1673-1687，Dec.1997.首先提出了基于DCT变换的扩频水印思想，该方法对整幅图像进行二维DCT变换，然后选取1000个最大系数用加性方式嵌入随机向量，然后对新系数进行二维DCT逆变换生成水印图像。该方法可以作为数字指纹方法，但其抗共谋攻击能力和指纹容量较低。Min Wu等人深入研究了服从正态分布的随机向量作为正交指纹的指纹系统的性能及其抵抗线性和非线性共谋攻击能力，见文献Z.Jane Wang，Min Wu，Hong Vicky Zhao，Wade Trappe and K.J.R.Liu.“Anti-collusion forensics of multimedia fingerprinting using orthogonalmodulation，”IEEE Transactions on Image Processing，vol.14，pp.804-821，Jun.2005.和H.V.Zhao，M.Wu，Z.J.Wang，and K.J.R.Liu，“Forensic analysis of nonlinear collusionattacks for multimedia fingerprinting，”IEEE Transactions on Image Processing，vol.14，no.5，pp.646-661，May 2005，其采用分块DCT变换系数作为宿主向量嵌入指纹，由于较多的DCT系数不适合嵌入信息，因此该算法抗共谋攻击能力和指纹容量仍然受到了限制。Trappe等基于组合设计理论提出了一种抗共谋攻击码，相比正交指纹，可以用相同维数的随机向量构造出更多的指纹，因此其指纹容量有所提高。但是当指纹维数较大时，构造指纹码比较复杂，且其抗共谋攻击能力相对下降。见文献W.Trappe，M.Wu，Z.J.Wang，and K.J.R.Liu，“Anti-collusion fingerprinting for multimedia，”IEEETransactions on Signal Process，vol.51，no.4，pp.1069-1087，Apr.2003。

上述这几种数字指纹方法都是基于DCT变换的，抗共谋攻击能力和指纹容量均受到了DCT系数的限制，并且都是针对非压缩图像的，当图像受到有损压缩时其抗共谋攻击能力大大降低。