[发明专利]一种抗JPEG压缩的鲁棒可逆水印方法、数字电视广播系统

说明书

本发明属于数字水印技术领域，公开了一种抗JPEG压缩的鲁棒可逆水印方法、数字电视广播系统，利用JPEG压缩过程中量化后编码前的DCT系数的高频部分进行块复杂度的预测；将水印信息嵌入到块复杂度高的中频鲁棒区域；将可逆信息嵌入到块复杂度低的中频可逆区域。本发明利用JPEG压缩过程中量化后编码前的DCT系数，依照用高频系数预测的块复杂度，将鲁棒可逆水印分别嵌入到中频系数的不同区域中。本发明可用于秘密信息的隐藏；实现了很好的抗JPEG压缩攻击的效果。

技术领域

本发明属于数字水印技术领域，尤其涉及一种抗JPEG压缩的鲁棒可逆水印方法、数字电视广播系统。

背景技术

数字水印主要研究领域有可逆数字水印和鲁棒数字水印；可逆数字水印的鲁棒性较差，而鲁棒数字水印不能恢复原始载体图像。为了解决存在的问题，鲁棒可逆数字水印兼具两者的优点，当图像受到攻击时，能较准确的提取出水印信息；当图像未受到攻击时，不但能够提取出水印信息，还能恢复出原始载体。鲁棒可逆水印方法中仅少数研究成果是关于抗JPEG压缩方向的，且都不成体系，专门研究jpg格式图片抗击JPEG压缩方向的鲁棒可逆水印，现阶段更是没有获得更多的关注；而现实生活中jpg格式图片是网络众多图片格式的主要存在格式之一，JPEG(Joint Photographic Experts Group联合图像专家小组)压缩更是主要攻击图像的形式之一，关于抗JPEG压缩方面的性能必定是判别鲁棒可逆水印算法性能中不可或缺的一部分，在这方向所做的工作必然有深远的意义。

综上所述，现有技术存在的问题是：鲁棒可逆水印方法中仅少数研究成果是关于抗JPEG压缩方向的，且都不成体系，专门研究jpg格式图片抗击JPEG压缩方向的鲁棒可逆水印，现阶段更是没有获得更多的关注。JPEG压缩是主要攻击图像的形式之一，关于抗JPEG压缩方面的性能必定是判别鲁棒可逆水印算法性能中不可或缺的一部分。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种抗JPEG压缩的鲁棒可逆水印方法、数字电视广播系统。

本发明是这样实现的，一种抗JPEG压缩的鲁棒可逆水印方法，所述抗JPEG压缩的鲁棒可逆水印方法利用JPEG压缩过程中量化后编码前(如图1中所示)的DCT系数的高频部分进行块复杂度的预测；将鲁棒水印嵌入到复杂度高的块所造成的图像变化量少，失真小，将可逆水印嵌入到复杂度低的块，考虑到可逆水印嵌入算法，水印嵌入效率高水印信息嵌入到块复杂度高的中频鲁棒区域；可逆信息嵌入到块复杂度低的中频可逆区域。鲁棒区域与可逆区域相互独立，两区域互不干涉，在第一阶段嵌入的鲁棒水印信息不会被第二阶段所带来失真所破坏。

进一步，所述水印信息嵌入具体包括：

(1)读入原始jpg格式图像量化后的DCT(for Discrete Cosine Transform离散余弦变换)系数分为不重复的8*8大小的块；JPEG压缩过程中，主要有三步，离散余弦变换得到DCT(离散余弦变换)系数，系数量化，熵编码，此处DCT系数指的是得到的系数结果。

(2)将每块中的DCT系数划分为低中高频三个区域，利用高频区域的系数对块进行复杂度预测；

(3)将所有块中用于第一阶段鲁棒水印嵌入的中频区域部分系数整合并置乱，切成水印大小的等长度的段，利用每段中所有来自块复杂度高的系数，每段嵌入一比特的水印信息；

(4)鲁棒水印嵌入所用的参数转换为二进制形式；

(5)所有块复杂度低的块中用于可逆水印嵌入的中频区域部分系数整合，利用直方图平移的方法将可逆水印嵌入系数集合中；

(6)重新整合嵌入水印的DCT系数，写入到jpg格式图像中。

进一步，所述未受到攻击时水印的提取及图像恢复具体包括：

(1)读入JPEG图像量化后的DCT系数分为不重复的8*8大小的块；