[发明专利]一种基于像素序关系不变的非盲鲁棒空域图像水印方法

说明书

本发明属于信息技术领域，具体涉及一种基于像素序关系不变的非盲鲁棒空域图像水印方法，包括版权水印嵌入和版权水印提取检测两部分，其中，版权水印嵌入包括原图像I和水印W的排序、随机选取嵌入水印的位置、嵌入水印、获得公开图像等；版权水印提取检测包括、数据排序、生成水印提取参数、获取二维水印W’、将W和W’按图像方式显示并加以对比，证实版权权益所属；或按既有水印检测方式来确认。本发明通过利用空域图像相对稳定的像素序关系，在图像质量满足的条件下其容量及嵌入深度可以任意调节，能够抵抗常见的图像攻击，具有容量大、鲁棒性强、可抗组合攻击等特点，为多媒体数字作品版权权益保护提供了坚实的技术支持。

技术领域

本发明属于信息技术领域，具体涉及一种基于像素序关系不变的非盲鲁棒空域图像水印方法。通过本方法，可以在图像中嵌入空域鲁棒版权水印以保护数字作品的版权归属。本发明方法充分利用图像相对稳定的像素序关系使其具有较强的鲁棒性，能够抵抗常见的图像处理攻击、歧义攻击以及上述组合攻击，为在社交媒体及网络中的传播的多媒体数字作品版权权益保护提供了坚实的技术支持。

背景技术

随着计算机网络和多媒体技术的迅速发展，图像、音视频等数字作品得到了广泛的应用传播，相关数字作品的版权保护和认证等问题也随之变得极其重要。现代生活中任何用户都可以通过网络便捷地获取到各种数字作品，而如果在没有得到授权许可的情况下，对数字作品加以复制、修改和传播，往往会侵害到数字作品作者的合法权益。

数字水印技术通过对数字作品的数据(空域或变换域系数值)进行一定的修改，将某种信息(如签名、版权标识、序列号等)作为数字水印嵌入其中，能够有效地解决数字作品的版权保护和认证等权益保护管理问题。因此，面向版权保护的数字水印技术一般要求拥有鲁棒性，即指数字作品在经过数字信号处理或者外来攻击之后，嵌入的数字水印仍然具有较好的可检测性或者说仍能够反映出数字作品的版权等方面信息。

一般而言，鲁棒数字水印技术依据其水印嵌入空间不同而分为两类，即空域水印和频域水印。

空域水印是直接在图像空间域上嵌入数字水印，具有水印容量大、算法简单、不可见性、易控等特点。既有的空域水印方法按信息嵌入方式一般分为两种：(1)直接嵌入法，即直接在指定图像像素上与对应的水印图像做嵌入融合，典型算法为LSB算法。这种方式缺乏像素之间的关联关系，因此极易受到噪声、剪切、旋转、仿射变换等攻击方法的影响，导致其中水印信息丢失或者使提取的水印信息与原水印信息失去同步而无法被检测，从而表现出其鲁棒性较差的一面；(2)间接嵌入法，即通过构建某种关系特征如统计关系来嵌入水印信息，这种方式具有明确的像素之间的关联关系，鲁棒性较强，但容量往往较小，典型算法为patchwork算法，其嵌入信息仅仅为1bit。目前尽管可以通过分块采取patchwork算法增加可嵌入信息容量，但仍然极其有限，难以满足实际应用需求。

频域水印是通过某种数学变换将图像数据投射至变换域，然后在变换域上嵌入水印。由于频域系数都在一定程度上与所有图像像素相关联，其特点是计算较为复杂、水印容量较小，但鲁棒性较强。因此，目前常见鲁棒水印均为频域水印。不过，即使从鲁棒性角度来看，当前频域水印算法也往往难以解决几何攻击问题，尤其是鲁棒性与容量取舍的平衡问题。

既有应对方法包括嵌入模版法、嵌入具有自同步特性的水印以及寻找图像特征进行水印同步等。虽然能够部分解决鲁棒性问题，但是仍具有以下不足之处：(1)计算步骤比较复杂、繁琐和难懂，不利于推广使用；(2)缺乏适于各种图像的统一算法，且无法保证嵌入水印的容量；(3)多数方法仅限于嵌入二值水印信息，对于灰度水印，通常效果很不好；(4)既有方法大多只能对抗某一个特定攻击，而对于其它攻击类型甚至组合攻击则无法抵御。

发明内容