[发明专利]一种基于人眼视频特征的柔性图像水印方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全领域，特别是指一种基于人眼视频特征的柔性图像水印方法和装置。

背景技术

目前，数字水印和密码学同为信息安全的两大工具，不同的是后者是对数据加密，加密之后数据无法使用，解密之后数据不再受到保护；而前者则是不但能隐藏信息的内容，而且能隐藏信息的“存在”，一旦水印加入被保护数据对象，将一直保持存在，且不影响对象的使用价值。数字水印的定义：数字水印是永久“镶嵌”在其他数据(宿主数据)中具有可鉴别性的的数字信号或模式，而且并不影响宿主数据的可用性。

数字水印在人民日常生活中应用非常广泛，主要包括：版权保护、图像认证、标题与注释、篡改提示、使用控制、交易跟踪、保密通信、多语言电影系统和电影分级、拷贝及盗版追踪等多个方面。图像水印是用于数字内容版权保护中一门常用技术。

在现有技术中，数字水印按照嵌入域的不同，可分为空域和变换域两类，LSB(最低有效位)算法是一种常见空域算法，即将水印bit嵌入在每个像素值的影响最小的位上；在变换域水印算法中，又可分为基于DFT的算法、基于DCT的算法、基于DWT的算法，实现思路相似，即通过变换得到变换域的数据，通过控制特定系数的相对关系来表示嵌入的水印值。但是，当前的水印算法在没有纠错能力；并且随着水印容量增加，图像质量会明显下降，对小分辨率图像的影响特别明显。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于人眼视频特征的柔性图像水印方法和装置具有很强的纠错能力，并且可以保证嵌入容量。

基于上述目的本发明提供的一种基于人眼视频特征的柔性图像水印嵌入方法，包括步骤：

对图像数据进行二维DFT变换，得到频域图像数据；

从频域图像数据中选择待嵌入水印的频域数据，以及将原始的水印信息进行混合编码，得到待嵌入的水印信息；

将选择好的待嵌入水印的频域数据再划分为4×4的数据块,在每块4×4的频域数据嵌入2bit水印信息；

将嵌入水印后的频域数据，组合到原频域图像数据中，得到嵌入水印后的频域图像数据；

进行DFT逆变换，得到嵌入水印后的图像数据。

可选地，所述从频域图像数据中选择待嵌入水印的频域数据是选择频域的中低频数据，同时还选择将嵌入的内容向高频区域进行拓展。

进一步地，所述的将原始的水印信息进行混合编码，是原始的水印信息内容长度为nbit，采用(15,7,2)BCH编码模式：则n/7＝m，m表示进行BCH编码的组数；从7*mbit的原始信息码，经过BCH编码，通过BCH编码的类中的编码函数得到15×mbit的BCH编码；对于n％7＝k，k为剩余的水印信息内容，采用混合纠错编码：

A)当k<5时，采用重复2遍嵌入的水印内容的方式，对末尾的水印位生成纠错码；

B)当k>＝5时，采用BCH编码，对末尾的水印位生成纠错码。

进一步地，所述在每块4×4的频域数据嵌入2bit水印信息，是在每个4×4数据块中用位于右上和左下对角线上两个2×2小块的能量关系，表示1bit水印值；采用左上-右下对角线上的两个2×2小块表示另1bit嵌入水印值，这样每个4×4数据块中可以嵌入2bit水印值，即第i块4×4的频域数据，嵌入第(2×i-1)位水印信息W_2×i-1和第(2×i)位水印信息W_2×i；

然后，对第i块4×4的频域数据，用“O”表示右上小块的4个元素，右上小块的能量和记为E1i，求E1i的方法见公式(1)；用“X”表示左下小块的4个元素，左下小块的能量和记为E2i，求E2i的方法见公式(2)；用E1i和E2i的能量关系，表示第(2×i-1)位水印值W_2×i-1，水印嵌入规则见公式(3)：

对第i块4×4的频域数据，用“Y”表示左上小块的4个元素，左上小块的能量和记为E3i，求E3i的方法见公式(4)；用“Z”表示右下小块的4个元素，右下小块的能量和记为E4i，求E4i的方法见公式(5)；用E3i和E4i的能量关系，第(2×i)位水印值W_2×i。水印嵌入规则见公式(6)：

进一步地，所述在每块4×4的频域数据嵌入2bit水印信息，还包括在右上和左下区域表示1bit水印值，先按照公式(1)、(2)计算右上小块和左下小块的能量，即计算E1i和E2i；