專利名稱：一種基于獨(dú)立分量分析的靜止圖像數(shù)字水印檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字圖像水印的檢測(cè)方法，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。
(二)技術(shù)背景隨著多媒體數(shù)字產(chǎn)品在社會(huì)和網(wǎng)絡(luò)上的廣泛普及，出現(xiàn)了很多關(guān)于多媒體數(shù)字產(chǎn)品的盜版和侵權(quán)行為，使得這些數(shù)字多媒體產(chǎn)品的版權(quán)受到了極大的侵犯。數(shù)字水印就是現(xiàn)在解決數(shù)字版權(quán)問題的主要方法。它在不被人察覺的情況下，在多媒體產(chǎn)品中隱藏或嵌入能夠表示版權(quán)的信息，然后通過對(duì)版權(quán)信息的提取、確認(rèn)來達(dá)到對(duì)于數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)的認(rèn)證和保護(hù)。數(shù)字水印最基本的要求就是魯棒性，即水印在經(jīng)過常見的信號(hào)處理以后，仍然能夠正確的提取、檢測(cè)；甚至在惡意或者是故意攻擊的情況下，都能夠進(jìn)行正確地提取和檢測(cè)。
圖像是數(shù)字產(chǎn)品中最常見的形式，如何保護(hù)圖像的版權(quán)問題成為數(shù)字水印的主要研究方向。嵌入方式中最簡(jiǎn)便的形式是ν′＝ν+αw，其中ν和ν′分別表示原始的和嵌入水印的數(shù)據(jù)(空間域或者是變換域上的)，w表示嵌入的水印，α是水印嵌入的強(qiáng)度?，F(xiàn)在對(duì)于這種嵌入方式嵌入的水印，在進(jìn)行水印檢測(cè)的時(shí)候通常采用待檢測(cè)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)直接相減的方式進(jìn)行檢測(cè)。在常見的圖像處理和水印攻擊下，這種檢測(cè)方式的檢測(cè)效果并不好，使得相應(yīng)的水印方法的魯棒性也降低。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)方法存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種基于獨(dú)立分量分析的檢測(cè)方法，通過將待檢測(cè)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立分量分解，取得更好的水印檢測(cè)效果，從而提高水印方案的魯棒性。
本發(fā)明是由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的方法對(duì)于采用ν′＝ν+αw方式嵌入的水印進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)水印的時(shí)候，具體步驟如下將待檢測(cè)圖像按照原來水印檢測(cè)的要求，轉(zhuǎn)換到水印的嵌入域，并且獲得嵌入域上的嵌入了水印的數(shù)據(jù)；把待檢測(cè)圖像中的嵌入了水印的數(shù)據(jù)和原始圖像中嵌入域上的相應(yīng)數(shù)據(jù)，作為獨(dú)立分量分解的輸入信號(hào)，進(jìn)行獨(dú)立分量分解，從而得到要檢測(cè)的水印。檢測(cè)流程如附圖1所示。
為了驗(yàn)證檢測(cè)到的水印的真實(shí)性，利用下面的公式，計(jì)算檢測(cè)到的水印M′與原始水印M的相關(guān)度p=ΣiM(i)·M′(i)/sqrt(Σi(M′(i))2)]]>計(jì)算得到的相關(guān)度P越大，檢測(cè)的效果就越好。其中sqrt表示求算術(shù)平方根。
總之，采用本發(fā)明可以針對(duì)所有采用ν′＝ν+αw方式嵌入的靜止圖像水印進(jìn)行水印的檢測(cè)，并且能夠比直接相減的方法更好地檢測(cè)水印，從而能夠提高相應(yīng)方案的魯棒性。


圖1是基于獨(dú)立分量分析的靜止圖像數(shù)字水印檢測(cè)方法的流程圖。
圖2是原始圖像。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例選取大小為256×256的標(biāo)準(zhǔn)lena圖像為原始圖像，如附圖2。選取符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布、隨機(jī)狀態(tài)為300的偽隨機(jī)序列為水印，長(zhǎng)度為1024。對(duì)原始圖像選取db1小波，進(jìn)行2級(jí)離散小波分解，將分解得到的2階逼近子圖進(jìn)行離散余弦變換分解后，再進(jìn)行Zig-Zag掃描，在得到的系數(shù)序列上從第30個(gè)系數(shù)開始向后選取1024個(gè)系數(shù)(與水印序列長(zhǎng)度相等)，按照ν′＝ν+αw方式進(jìn)行水印的嵌入，水印嵌入強(qiáng)度α為0.06。用嵌入了水印的系數(shù)代替原來的系數(shù)，然后進(jìn)行相應(yīng)的逆處理和反變換，就得到嵌入了水印的圖像。
提取水印的時(shí)候，先將待檢測(cè)圖像選取db1小波，進(jìn)行2級(jí)離散小波分解，把它轉(zhuǎn)換到水印嵌入域，得到相應(yīng)的嵌入了水印的系數(shù)；然后，再結(jié)合原始圖像中相應(yīng)的系數(shù)，進(jìn)行獨(dú)立分量分解，就得到了要檢測(cè)的水印。
在下面的各種情況中(1)壓縮比為1∶30的JPEG壓縮；(2)均值為0，方差為0.09的高斯噪聲；(3)壓縮比為1∶49的JPEG2000壓縮；(4)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1.2度；(5)在圖像頂部和底部分別剪去3行；(6)圖像縮小為原來的一半，分別用本發(fā)明中的檢測(cè)方法和直接進(jìn)行相減的方法進(jìn)行水印檢測(cè)，得到的檢測(cè)到的水印和原始水印的相關(guān)系數(shù)比較如下
針對(duì)加入高斯噪聲的情況，選用不同的嵌入強(qiáng)度、不同的嵌入起始位置點(diǎn)嵌入，在不同的噪聲方差情況下，進(jìn)行水印檢測(cè)。用本發(fā)明中的檢測(cè)方法和直接相減的檢測(cè)方法得到的水印相關(guān)系數(shù)比較如下
從兩種方法得到檢測(cè)結(jié)果的比較，可以明顯看出，利用本發(fā)明的檢測(cè)方法得到了比直接相減法更好的檢測(cè)結(jié)果，從而提高了相應(yīng)的水印方法的魯棒性。
權(quán)利要求
1.一種基于獨(dú)立分量分析的靜止圖像數(shù)字水印檢測(cè)方法，用于檢測(cè)以v′＝v+αw方式嵌入的水印，其特征是先將待檢測(cè)圖像轉(zhuǎn)換到水印嵌入域，然后把原始數(shù)據(jù)和嵌入了水印的數(shù)據(jù)作為獨(dú)立分量分析的輸入信號(hào)，進(jìn)行獨(dú)立分量分解，從而得到要檢測(cè)的水印。
全文摘要
本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的主要內(nèi)容是對(duì)采用v′＝v+aw的調(diào)制方式嵌入到圖像中的水印進(jìn)行檢測(cè)；在水印提取的時(shí)候，將待檢測(cè)的圖像轉(zhuǎn)換到水印的嵌入域，獲得嵌入了水印的系數(shù)；再?gòu)脑紙D像中得到相應(yīng)域上的對(duì)應(yīng)系數(shù)；將這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立分量分解，從而得到要檢測(cè)的水印。它解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的檢測(cè)效果差、魯棒性低的缺點(diǎn)。本發(fā)明具有檢測(cè)效果好、魯棒性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04N1/32GK1604612SQ20041003606
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者劉琚, 孫建德, 張新剛 申請(qǐng)人:山東大學(xué)