[发明专利]图像数字指纹追踪方法

说明书

技术领域

本发明属于数字内容安全保护技术领域，特别针对可用于数字作品盗版源追踪的图像数字指纹追踪方法。

背景技术

近年来，信息技术的迅猛发展，使得各种文字、图像、影视作品等数字化作品得以通过网络快速传播，为作品创作者和发行商带来了机遇。与此同时，人们亦很容易对数字产品进行非法修改、拷贝和分发。数字指纹技术作为版权保护的最后一道屏障，已经得到国内外学者越来越广泛的重视。它在受保护作品所发行的每一份拷贝中，都嵌入与用户相关的唯一的指纹信息，使每份拷贝都各不相同。当发行方发现非法拷贝后，可以从该拷贝中提取出指纹序列，通过比对指纹序列，可以追踪到盗版作品的来源，从而能够对盗版者进行制裁，遏制盗版行为。

自从1983年数字指纹的概念被提出以后，数字指纹受到了越来越多的重视。从整体上说，数字指纹技术仍然处于起步阶段，目前的研究重点集中在指纹编码技术、指纹协议技术及合谋攻击技术方面。如何进一步提高追踪成功率仍是目前指纹技术研究的核心问题。

采用离散余弦变换DCT进行图像及视频的压缩处理是目前国际图像及视频压缩标准所普遍采用的一种方式。它将图像从时空域经DCT变换转换为DCT域后进行压缩处理。现有的数字指纹嵌入算法往往通过在图像的DCT系数中进行指纹信息的嵌入，以确保指纹信息嵌入的鲁棒性。DCT变换是目前通用的有损图像压缩JPEG的核心。因此，很多信息隐藏都围绕着DCT变换后的DCT域来进行。传统基于DCT域的图像指纹方案总体流程如图1所示：

发行系统：

传统的基于DCT域的图像指纹方案，在对用户u进行指纹嵌入时，首先生成该用户的唯一的指纹序列                                                ，其中第k位指纹记为。对原始图像P进行8x8分块，在每个分块中进行DCT变换，在DCT系数中选择嵌入位置，并依据式一对域嵌入位置进行α强度指纹嵌入，得到修改后的值，嵌入完成后进行逆DCT变换，得到用户u的图像P_u。

                                      （式一）

发行方在发行系统得到的用户图像，可能被盗版方采用攻击系统进行鲁棒性攻击及合谋攻击，因此发行方会采用追踪系统进行指纹追踪。

追踪系统：

提取指纹时，根据在盗版图像P′的DCT域中嵌入位置的值与原图像中DCT域值进行计算，得出盗版图像的第k位指纹。

                            （式二）

计算每个用户u的指纹与盗版图像中的指纹的相关度。

                              （式三）

最后根据各个用户的相关度及所采用的追踪算法，计算最终的合谋用户集合C，实现盗版拷贝指纹追踪。

然而，传统方式所使用的数字指纹载体容量有限，所可能遭受的合谋攻击和鲁棒性攻击多种多样，总体追踪成功率较低，阻碍了数字指纹进一步实用化。

发明内容

本发明目的在于通过加权方式，进一步提升指纹的追踪成功率。

本发明的技术方案为图像数字指纹追踪方法，在追踪过程中对指纹嵌入位置进行加权计算，

发行系统在对分发给用户的原始图像嵌入数字指纹时，进行以下步骤，

步骤1.1，在DCT域各个位置上重复嵌入提取信息，对原始图像进行鲁棒性攻击后，统计DCT域各个位置的提取正确率；

步骤1.2，根据步骤1.1所得DCT域各个位置的提取正确率，选择其中高提取正确率的位置作为指纹嵌入位置，在原始图像的指纹嵌入位置对DCT域值进行指纹嵌入，并在数据库中保存所有指纹嵌入位置及各指纹嵌入位置的提取正确率；

追踪系统在对盗版图像提取数字指纹追踪盗版源时，进行以下步骤，

步骤2.1，根据数据库中保存的指纹嵌入位置及提取正确率，确定DCT域各个指纹嵌入位置的可信度，根据所得可信度对DCT域各个指纹嵌入位置赋予权重；

步骤2.2，根据在盗版图像的DCT域中各指纹嵌入位置的值与原始图像的DCT域中相应位置的值，得出盗版图像中的指纹；

步骤2.3，结合步骤2.1所得DCT域各个指纹嵌入位置的权重，计算发行系统分发给各用户的指纹与步骤2.2所得盗版图像中的指纹的相关度，判断最大相关度的用户为盗版源。

而且，步骤1.2进行指纹嵌入时采用二进制指纹码。