[发明专利]基于对数域视觉模型的扩展变换抖动调制水印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于对数域视觉模型的扩展变换抖动调制水印方法，属于多媒体信号处理技术领域。

背景技术

随着多媒体信息处理技术和计算机网络技术的快速发展，语音、图像和视频等数字多媒体信息的存储、复制和传播变得越来越容易，这极大危害了版权所有者的合法权益，由此引起的盗版问题和版权纠纷问题成为影响社会安定的因素。在此背景下，数字水印技术应运而生，作为一种新兴的版权保护技术，被广泛应用于数字产品的版权保护、发布追踪及身份认证等多个领域中。

近年来数字水印技术取得了很大的发展，Chen等提出了量化索引调制（QIM:Quantization Index Modulation）水印方法，作为一类典型的盲水印算法，在算法应用和计算复杂度上的显著优势得到了广泛的关注。然而由于采用了均匀量化的嵌入准则，攻击者可以通过针对水印信号进行平均操作，从而很容易估计出嵌入的水印信号，因此造成该方法对共谋攻击的脆弱性。

P.Gonzalez等受到韦伯定律的启发，提出将水印信号嵌入到载体信号的对数域，然后对经过对数转换的信号进行水印的嵌入，此方法有效的解决了QIM针对共谋攻击的脆弱性的弱点。但是在对数域，随着载体信号幅值的减小，量化步长随之减小，严重降低了此方法的鲁棒性。

Nima K.K等提出了一种改进的对数量化函数，该方法有效解决了上述问题，提高了算法的鲁棒性。但是此方法采用固定的量化步长，因此大大降低了此方法对于图像亮度倍增攻击的鲁棒性。而且更严重的是，方法中改进的对数转换函数会造成已嵌入水印的信号可能会落入负数区间，从而引起正负符号颠倒的错误，由此在未收到恶意攻击时，也会出现水印信号的提取错误。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种基于对数域视觉模型的扩展变换抖动调制水印方法，该方法提出一种新的对数量化函数，能够根据对数域信号模型自适应的调整水印嵌入的量化步长，在保证水印不可见性的同时显著提高了水印的鲁棒性。

本发明的对数域视觉模型的扩展变换抖动调制水印方法，包括对待嵌入信号序列的投影及对数转换的处理阶段和通过对数域视觉模型自适应计算量化步长的处理阶段，具体实现步骤为：

（1）对待嵌入信号序列的投影及对数转换的处理阶段，包括：

a.从载体中提取载体变换域的待嵌入水印的系数，组成向量x，计算向量x在随机向量u上的投影x^Tu。

b.构造新的对数转换函数，采用的公式如下

y=F(xTu)=ln(1+μxTuC0)ln(1+μ)---(1)]]>

其中，y为转换后的数值，x^Tu为向量x在随机向量u上的投影，μ为密钥参数，C₀为载体图像的平均亮度。

（2）通过对数域视觉模型自适应计算量化步长的处理阶段，包括：

a.针对对数域视觉模型构造向量x在随机方向上的最大不可见变化Δ，采用公式如下：