專利名稱：基于對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，屬于多媒體信號處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著多媒體信息處理技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，語音、圖像和視頻等數(shù)字多媒體信息的存儲、復制和傳播變得越來越容易，這極大危害了版權(quán)所有者的合法權(quán)益，由此引起的盜版問題和版權(quán)糾紛問題成為影響社會安定的因素。在此背景下，數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)運而生，作為一種新興的版權(quán)保護技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護、發(fā)布追蹤及身份認證等多個領(lǐng)域中。近年來數(shù)字水印技術(shù)取得了很大的發(fā)展，Chen等提出了量化索引調(diào)制(QIM: Quantization Index Modulation)水印方法,作為一類典型的盲水印算法，在算法應(yīng)用和計算復雜度上的顯著優(yōu)勢得到了廣泛的關(guān)注。然而由于采用了均勻量化的嵌入準則，攻擊者可以通過針對水印信號進行平均操作，從而很容易估計出嵌入的水印信號，因此造成該方法對共謀攻擊的脆弱性。P.Gonzalez等受到韋伯定律的啟發(fā)，提出將水印信號嵌入到載體信號的對數(shù)域，然后對經(jīng)過對數(shù)轉(zhuǎn)換的信號進行水印的嵌入，此方法有效的解決了 QM針對共謀攻擊的脆弱性的弱點。但是在對數(shù)域，隨著載體信號幅值的減小，量化步長隨之減小，嚴重降低了此方法的魯棒性。Nima K.K等提出了一種改進的對數(shù)量化函數(shù)，該方法有效解決了上述問題，提高了算法的魯棒性。但是此方法采用固定的量化步長，因此大大降低了此方法對于圖像亮度倍增攻擊的魯棒性。而且更嚴重的是 ，方法中改進的對數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)會造成已嵌入水印的信號可能會落入負數(shù)區(qū)間，從而引起正負符號顛倒的錯誤，由此在未收到惡意攻擊時，也會出現(xiàn)水印信號的提取錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，該方法提出一種新的對數(shù)量化函數(shù)，能夠根據(jù)對數(shù)域信號模型自適應(yīng)的調(diào)整水印嵌入的量化步長，在保證水印不可見性的同時顯著提高了水印的魯棒性。本發(fā)明的對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，包括對待嵌入信號序列的投影及對數(shù)轉(zhuǎn)換的處理階段和通過對數(shù)域視覺模型自適應(yīng)計算量化步長的處理階段，具體實現(xiàn)步驟為:(I)對待嵌入信號序列的投影及對數(shù)轉(zhuǎn)換的處理階段，包括:a.從載體中提取載體變換域的待嵌入水印的系數(shù)，組成向量X，計算向量X在隨機向量U上的投影xTu。b.構(gòu)造新的對數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，采用的公式如下
權(quán)利要求
1.一種對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，包括對待嵌入信號序列的投影及對數(shù)轉(zhuǎn)換的處理階段和通過對數(shù)域視覺模型自適應(yīng)計算量化步長的處理階段，具體實現(xiàn)步驟為: (1)對待嵌入信號序列的投影及對數(shù)轉(zhuǎn)換的處理階段，包括: a.從載體中提取載體變換域的待嵌入水印的系數(shù)，組成向量X，計算向量X在隨機向量U上的投影X1U ; b.構(gòu)造新的對數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，采用的公式為:
2.如權(quán)利要求1所述的對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(I)的子步驟a中，變換域采用的是離散余弦變換。
3.如權(quán)利要求1所述的對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(I)的子步驟a中，u是由密鑰K生成的隨機向量，長度與X相同。
4.如權(quán)利要求1所述的對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(I)的子步驟a中，待進行對數(shù)域轉(zhuǎn)換的向量是待嵌入水印的DCT系數(shù)向量在某密鑰生成的隨機方向上的投影。
5.如權(quán)利要求1所述的對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，其特征在于: 所述步驟(1 )的子步驟b中，參數(shù)μ需滿足條件:
6.如權(quán)利要求1所述的對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(2)中子步驟a中，視覺冗余向量s是根據(jù)修正的Watson視覺模型中的亮度掩蔽構(gòu)造的，以此得到針對對數(shù)域修正的向量X在隨機方向上的最大不可見變化Δ。
7.如權(quán)利要求1所述的對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(2)的子步驟b中，根據(jù)步驟(2)的子步驟a中得到的Δ和公式
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于對數(shù)域視覺模型的擴展變換抖動調(diào)制水印方法，包括嵌入水印步驟和檢測水印步驟。首先將載體圖像分塊，在每個分塊中提取待嵌入水印的系數(shù)向量，對每個向量在隨機方向上的投影進行對數(shù)域轉(zhuǎn)換，同時根據(jù)對數(shù)域的視覺模型計算每個系數(shù)向量對應(yīng)的量化步長，利用抖動調(diào)制水印嵌入對每個分塊嵌入水印信息，最后重建得到嵌入水印的圖像。檢測水印時，根據(jù)上述相同的方法，經(jīng)過對數(shù)域轉(zhuǎn)換和量化步長的計算，提取水印信息。本發(fā)明對水印的魯棒性及不可見性有極大的改善與提高。
文檔編號G06T1/00GK103247018SQ20131018843
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者劉琚, 萬文博, 孫建德, 田敏 申請人:山東大學