[发明专利]一种抵抗径向变换攻击的数字水印生成与检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种抵抗径向变换攻击的数字水印生成与检测方法及系统，该方法包括生成含数字水印图像的步骤和检测遭受径向变换的图像是否含有数字水印的步骤。其中，在检测时，首先根据生成水印图像时所用的水印嵌入密钥生成数字水印矩阵，并估算图像的形变参数根据对生成的数字水印矩阵进行径向变换，之后再分别对图像和矩阵进行DCT变换，并对变换后的DCT系数进行zigzag排序，取排序结果中的若干个连续的元素构成序列Q^I和Q^W，最后通过判断序列Q^I和Q^W的相似度是否大于相似度阈值判定出图像中是否嵌入了数字水印。通过该方法及系统能够从发生的径向变换的图像中检测出是否嵌入了数字水印。

技术领域

本发明涉及数字视频技术领域，具体涉及一种抵抗径向变换攻击的数字水印生成与检测方法及系统。

背景技术

伴随着信息技术的快速发展，对数字图像、视频、音乐等多媒体文件的恶意复制和修改带了极大的便利，这些非法行为严重地侵害了作者的著作权，给版权所有者带来巨大的经济损失。在这一背景下，数字水印技术走进了人们的视野。数字水印的基本手段是将版权、作者等数字信息(称为水印)嵌入到数字媒体中。嵌入的水印应当不降低数字媒体的视觉和听觉的质量、同时不易被察觉，并且能够经受一定的攻击，需要时可以通过检测嵌入的水印来声明版权。

近些年，随着数字水印技术的发展，对数字水印的攻击技术也不断发展。通常，对数字水印的攻击类型可以分为一般图像处理攻击和几何变换攻击两类。一般图像处理攻击主要包括噪声、滤波、压缩等图像处理操作；几何变换攻击主要是对图像进行操作使其产生几何形变。遭受几何形变攻击后，水印虽然还在图像中，但是水印的位置和顺序已经发生了改变。一般而言，一般图像处理攻击只是降低了水印的能量，而几何变换攻击改变了水印的几何位置又降低了水印的能量。因此，几何变换攻击一直是数字水印技术需要应对的难题。现有的数字水印方法主要可以抵抗旋转、缩放、平移、仿射变换等几何变换攻击。

径向变换可分为桶形变换和枕形变换两种，如图1所示，(a)为原始图像，(b)为经过桶形畸变的图像，(c)为经过枕形畸变的图像。径向变换的数学模型为：

其中，和r分别是原始图像和形变图像的像素点到图像中心的距离。k_i是是径向变换的形变参数。当k_i是为正数时，径向变换的视觉效果为桶形形变；当k_i是为负数时，径向变换的视觉效果为枕形形变。在实际的应用中该模型常常被简化为：

目前，能够抵抗径向变换这一几何变换攻击的水印系统非常少。本发明正是针对该需要而提供了一种能够有效抵抗径向变换攻击的数字水印生成与检测方法及系统。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种抵抗径向变换攻击的数字水印生成与检测方法及系统，通过该方法及系统能够很好的判断出发生了径向变换攻击的图像中是否嵌入了数字水印。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种抵抗径向变换攻击的数字水印生成与检测方法，包括以下步骤：

步骤一、数字水印的嵌入：设置水印嵌入密钥Key，根据水印嵌入密钥Key生成数字水印矩阵，将数字水印矩阵嵌入到需要添加数字水印的原始图像中，得到含水印图像；

步骤二、判断遭受径向变换的图像中是否嵌入了数字水印，判断步骤包括：

(1)根据所述水印嵌入密钥Key生成数字水印矩阵；

(2)估算图像的径向变换形变参数估算方式为：

1)选择图像边缘处的任意M个点，得到M个点经过径向变换后的坐标和未经过径向变换时的坐标，M≥3；