[发明专利]一种图像数据保护和篡改检测技术方案

说明书

本发明涉及一种图像数据保护和篡改检测技术方案，是一种可以在开放网络环境下数字产品版权保护和数据安全维护的新技术。它充分利用了LBP的局部对比性特征，使用布尔函数f()和水印的其中一位进行比较，以实现在图像上嵌入或提取水印。通过探测和分析图像中嵌入的水印信息得到篡改提示，以减少网络图片遭受篡改攻击，使得数字水印保护网络图像安全性成为可能。该方案可应用于数字作品版权保护、篡改提示、通信覆盖、使用控制和电子商务等领域。其计算成本相对较低。

技术领域

发明涉及隐藏信息学，具体涉及一种空间水印技术。

背景技术

因特网的日益普及及信息产业的飞速发展深刻地改变了我们的社会和日常生活，捕获、传输和存储数字数据非常简单和方便。 然而，这却产生了一个大问题：如何保护这些数据并防止它们被擅自修改。这个问题在其他领域也存在，如版权保护、内容认证、信息隐藏及通信覆盖。许多研究人员开发了各种数字水印算法来解决这个问题，他们打算在数字中嵌入一些秘密数据（称为水印）内容来标记或密封数字数据内容。水印嵌入宿主图像的原理是：嵌入引起的失真太小而不能被注意到。与此同时，嵌入的水印必须足够健壮以抵抗常见的退化或故意的攻击。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种图像数据保护和篡改检测技术方案。该方案定义了基于LBP算法的布尔函数运算，并调整邻域内的一个或多个像素，使函数的结果与嵌入水印的w一致，实现水印嵌入到空间域，以保护宿主图像不被篡改。

为达到上述效果，本发明提出一种图像数据保护和篡改检测技术方案，包括：单级水印技术方案、双层水印技术方案、多层水印技术方案。具体实施过程如下：

单层水印技术方案：

水印嵌入算法：

步骤一：原始图像被分割为(P，R)不重叠的局部区域块。LBP算法用于计算和，以及。w代表水印的其中一位，β为水印的强度因子。

步骤二：对于每一个(P，R)局部区域，如果的值等于w的值，我们对区域像素不做任何处理。否则，为了使的值与w的值保持一致，需要修改邻域的像素值。

水印提取算法：

步骤一：在水印图像中判断的值；

步骤二：提取水印w。即如果的值为1，那么w也为1，否则为0。

在本发明的一种实施例中，水印嵌入算法所述步骤一中布尔函数为：

其中⊕是异或（XOR）运算符，。#1（）表示在中值为1的像素数，#0（）表示在中值为0的像素数，N是整数，N。如果，那么返回1;否则,它将返回0。

本发明的一种实施例中，水印嵌入算法所述步骤二中使的函数值和w一致的方法：假设，；或，，则有。假设，则有，否则。如果有多个最小值，我们选择最小值的任何一个来改变像素值。如果一个块的像素都是0或1，我们将根据相应的水印位来修改中心像素，然后将其嵌入到块中。

双层水印技术方案：将区域划分为两个部分:偶数和奇数邻域，即和。对它们执行，并实现在(P，R)邻域中嵌入两个位。这样，水印的容量就增加了一倍。

多层水印技术方案：将5×5的邻域分成4个部分:、、、、i=0-3、j=0-7，对于和，使用来嵌入水印；对于和，使用在其中一区域上嵌入水印，而在另外一区域使用嵌入水印。因此，可以在不相互干扰的情况下单独嵌入四个水印。

与现有的数字水印算法相比本方案有以下优点：

1、对图像格式没有要求；

2、易于扩展；

3、算法简单，易于实现；