[发明专利]一种基于小波抗几何攻击的数字水印方法

摘要

本发明公开了一种基于小波变换的数字水印技术，属于多媒体信号处理领域。本发明分水印嵌入和水印提取两部分。水印嵌入部分为：对原始图像进行小波变换，将水印嵌入到逼近子图系数中，再对该逼近子图进行全图DCT变换，找到一个对几何攻击鲁棒的图像特征向量；水印提取部分为：对被测图像进行小波变换，对逼近子图进行全图DCT变换，找到待测图像的特征向量，利用该特征向量进行待测图像的水印提取。本发明是基于小波变换的数字水印技术，并利用图像特征进行水印提取，试验表明该方法有较强的抗旋转、缩放、平移和扭曲几何攻击能力。

主权项

1、一种基于小波可抗几何攻击的数字水印方法，其特征在于：基于离散小波变换以及图像视觉特征向量，并将水印技术与密码学有机结合起来，实现了数字水印的抗旋转、缩放、平移和扭曲几何攻击，该数字水印方法共分两个部分，共计七个步骤：第一部分是水印嵌入：通过对图像进行水印的嵌入操作和特征提取，得到一个相应的二值逻辑序列Key(j)；1)对原图F进行L级小波分解，得到低频逼近子图FAL；2)用叠加法将水印嵌入到逼近子图小波系数FAL中，公式为：FA′L＝FAL+αW；其中α为水印嵌入强度；3)通过对嵌有水印的逼近子图FA′L，进行全局DCT变换，找到一个对几何攻击鲁棒的水印图像视觉特征向量V(j)，该特征向量由DCT低中频系数的符号序列生成，V＝{v(j)|v(j)＝0，1；1≤j≤J}，J表示明视觉特征向量V(j)的元素多少，J的取值大小要根据一次性嵌入水印长度和对鲁棒性要求的强弱来决定；J越小水印鲁棒性越好，但一次性嵌入水印的信息越少；4)利用密码学中常用的异或逻辑，由图像的视觉特征向量V(j)和要嵌入的水印W(j)是生成一个二值逻辑序列Key(j)；Key(j)＝V(j)W(j)；保存Key(j)，这在下面提取水印时要用到，通过将Key(j)作为密钥向第三方申请，可以获得原作品的所有权，达到保护版权的目的；第二部分是水印提取：根据二值逻辑序列Key(j)，和待测图像的特征向量V’(j)，提取出水印W’(j)；5)对待测图像Test_F(简记为T_F)进行L级小波分解，求出待测图像的逼近子图T_FAL；6)对逼近子图T_FAL进行DCT变换，求出待测图像的特征向量V’(j)；其中待测图像特征向量的长度和向量元素选取的位置与水印嵌入部分提取的特征向量V(j)相同；7)根据在水印嵌入过程中形成的逻辑序列Key(j)和待测图像的图像特征向量V’(j)，利用异或逻辑的性质求出待测图像中的水印W’(j)，W’(j)＝V’(j)Key(j)；再根据W和W’的相关程度来判别是否有水印嵌入，从而确定待测图像的所有权。