[发明专利]基于彩色图像的抗打印、印刷和拍摄的半盲水印方法

说明书

本发明涉及一种基于彩色图像的抗打印、印刷和拍摄的半盲水印方法，首先，对彩色载体图像转换到YUV颜色空间，将U分量进行分块；然后，选取能量低的子块进行DWT变换和SVD分解；最后，利用子块酉矩阵系数差值的稳定特性，将彩色QR码的主色通道归一化嵌入彩色载体图像的U分量，得到最终的含水印图像。本发明方法对抵抗打印、印刷和拍摄具有很强的鲁棒性，而且经过压缩、滤波、旋转和裁切后再打印、印刷和拍摄，仍然可以提取出彩色QR码并正确识别出版权信息；具有很好的不可见性和嵌入量；采用的手机设备快捷便利，技术在商品包装防伪方面具有很好的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及一种图像防伪技术，特别涉及一种基于彩色图像的抗打印、印刷和拍摄的半盲水印方法。

背景技术

在商品社会中，产品包装起着重要的作用，但是假冒伪劣商品问题也越来越严重。所以，对于图像防伪至关重要。随着互联网加的技术发展，利用移动终端及应用普遍的QR码，实现智能化的认证防伪是新的研究方向。

目前，针对打印、印刷和手机拍摄的图像防伪技术还存在很多弊端，如产品包装标识图像用手机拍摄时由于环境光亮度变换导致获取的图像难以提取秘密信息，如果无法及时获取所有原始水印信息，将会导致无法完整提取出水印等，这些问题都将对所有者的权益造成损害。

发明内容

本发明是针对图像防伪中图像提取信息存在的问题，提出了一种基于彩色图像的抗打印、印刷和拍摄的半盲水印方法，在产品包装标识上添加防伪信息彩色QR码，使其不受环境光亮度的影响，并且实现半盲提取，还可以用方便快捷的手机拍摄图像后提取识别版权信息，具有隐蔽性好、鲁棒性强的特点，达到认证防伪的目的。。

本发明的技术方案为：一种基于彩色图像的抗打印、印刷和拍摄的半盲水印方法，包括水印信息嵌入和水印信息提取方法，

水印嵌入具体步骤如下：

1)将彩色载体图像转换到YUV颜色空间，取U分量图作为水印嵌入图，载体图像大小为N×N；

2)考虑小波变换的特性，选取最小分块大小为8×8，将U分量图划分成个非重叠子块；

3)计算每一个子块的能量，选取所有子块前20％-25％能量低的子块进行水印嵌入，每块子块能量计算公式为：

其中，I(a,b)为子块图像的像素值，a、b为子块图像空间域坐标；

4)将所选取能量低的子块进行DWT变换后，再对每个子块的低频子带进行SVD分解得到相应的U矩阵,所选取第m块能量低的子块分解公式为：

U_mS_mV_m^T＝LL_m     (2)

其中U_m、V_m为酉方阵；S_m为对角阵；LL_m为第m块能量低的子块的低频子带；

5)将需要嵌入的水印信息按R、G、B三通道分别归一化，归一化公式为：

其中k表示R、G、B不同分量；W_k为嵌入的水印信息，W_k^*为归一化后的水印信息；

6)生成取值范围为0-1的随机矩阵Q_k，再根据归一化水印的R、G和B分量信息W_k^*调节随机矩阵Q_k使其满足公式(4)，构成3个映射矩阵Q_k,映射矩阵的阈值为q＝0.5；

其中i，j表示矩阵元素所处的行与列；