[发明专利]一种使用特殊网点在半色调图像中嵌入数字水印的方法

权利要求书

1.一种使用特殊网点在半色调图像中嵌入入数字水印的方法，其特征在于，所述的方法包括：数字水印信息被调制在半色调图像的网点中，含有水印信息的半色调图像，可以被印制到各种产品上，被拍摄取得图片，使用特别设计的算法从图片中提取水印信息。

2.根据权利要求1所述的使用特殊网点在半色调图像中嵌入入数字水印的方法，其特征在于，使用一种特殊形状的网点S对图像进行半色调处理，此网点S有两种相互垂直的可能方向，可用于编码二进制信息，水印信息经过加密和编码后被调制到半色调图像中的网点中。

3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，为保证水印不可被伪造，水印的比特串A首先经过非对称加密，生成密文比特串A_C，使用的加密密钥为K_E，为了使水印具有较高的鲁棒性，密文A_C经过LDPC编码，生成比特串B，为了避免比特串B可能含有规则的模式，比特串B与一个预设的，具有较高的熵的，随机掩码比特串M进行异或运算，得到比特串B_M。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，比特串B_M的前面添加预设的固定的定位比特串C，生成比特串D，比特串D被排列成n×n的比特矩阵E，使用网点S，对图像进行半色调处理，将矩阵E的二进制信息，被调制到网点S的方向中，生成带水印信息的半色调图像Q。

5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，使用上述权利要求所述的方法生成的带水印的图像Q，可以被印制到不同的介质上，使用手机等设备可以拍摄产品的图像I，设备上安装特别设计的软件，可用于从拍摄的图像中提取水印信息。

6.根据权利要求5所述的使用特别的算法从拍摄的图像中提取水印信息的方法，其特征在于，拍摄得到的图像I，被分割成大小相等的方块I_i，对每个方块I_i进行傅里叶变换，得到频域图像F_i，根据F_i的信号特征，可以判断一个图像块是否包含网点S，以及网点S的排列方式方向和频率，并据此从图像块的所有网点的角度，得到此图像块包含的比特信息J_i。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从所有图像块I_i得到的比特块J_i被汇总，被拼接成大的比特块L，L被分割成若干个n×n的比特矩阵L_i，并从这些L_i，生成比特矩阵N。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在矩阵N中搜索定位串C，C的头部位置后就是矩阵E_N的原点位置，从而可以恢复矩阵E_N，E_N是被噪声污染的矩阵E; 矩阵E_N展开得到串D_N，串D_N是被噪声污染的串D，删除D_N头部的定位串C后，得到串B_MN，B_MN是被噪声污染的串B_M；B_MN与掩码串M异或运算后得到串B_N，串B_N是被噪声污染的串B。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使用LDPC解码从B_N得到串A_C，由于LDPC具有较高的纠错能力，所以即使B_N被噪声污染，只要噪声水平没有超过LDPC的容忍值，仍然可以正确恢复比特串A_C。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使用与加密密钥K_E对应的解密密钥K_D，对A_C解密得到原始的水印比特串A。