[发明专利]一种数字水印嵌入方法和系统、提取方法和系统

说明书

本发明提供了一种数字水印嵌入方法和系统、提取方法和系统，其嵌入方法包括如下步骤：获取具有圆形角度信息的QR模板水印图像；将载体图像进行分块并进行DCT变换；将经过DCT变换的载体图像和所述具有圆形角度信息的模板水印图像按照量化嵌入规则进行嵌入，得到含水印图像。本发明首先利用QR的原理结构进行压缩，降低了嵌入水印的信息量；同时，本方法实现的水印在不可感知性上，和抵抗裁剪、几何攻击、各种噪声的多重攻击上都具有较好的鲁棒性，也可以用于抵抗屏摄的攻击。

技术领域

本发明涉及数字水印领域，特别涉及一种数字水印嵌入方法和系统、提取方法和系统。

背景技术

目前，随着各种计算机数据交换技术特别是网络技术的迅速发展，各种多媒体信息的交换与传递变得非常方便与快捷，这在便于人们交流的同时，也导致各种版权问题发生异常频繁。在这种情况下，数字水印作为保护数字媒体信息安全的有效方式，引起了人们的注意。

目前在数字水印嵌入方面，主要利用人类视觉系统(Human Visual System,HVS)分辨率的在自然条件下受到的限制，嵌入的信号频率低于HVS的门限，人类视觉系统就无法感受到信号的变化，从而实现嵌入水印的隐蔽性。

常见的水印信息可分为两类：1)有意义水印信息，明文水印图像是其典型的代表，但可嵌入的信息容量有限；2)无意义水印信息，主要包括具备某些统计特征的伪随机序列。相比之下，QR码(Quick Responce Code)作为一种矩阵式二维码，具有可靠性、占用空间小、纠错性能强和全方位识读等优点。因此，将QR码作为水印信息有助于提高算法的鲁棒性和不可感知性。然后结合角度编码达到高水印容量的目的，之后通过构建具有角度特征的模板水印，将水印信息以更加稳健的方式嵌入数字图像中。

DCT(Discrete Cosine Transform,离散余弦变换)被广泛应用于数字水印领域，一般是在图像的DCT变换域上选择中低频系数叠加水印信息。本系统将DCT变换应用于水印算法中，在不可感知性和抗压缩、各种攻击上都具有较好的鲁棒性。

发明内容

本发明针对现有数字水印的可靠性差、占用空间大、鲁棒性差等技术问题，在发明的第一方面提供了一种数字水印嵌入方法，包括如下步骤：

获取具有圆形角度信息的QR模板水印图像；

将载体图像进行分块并进行DCT变换；

将经过DCT变换的载体图像和所述具有圆形角度信息的模板水印图像按照量化嵌入规则进行嵌入，得到含水印图像。

在发明的一些实施例中，所述获取具有圆形角度信息的QR模板水印图像包括如下步骤：随机生成一个具有方向性和周期性的模板水印；根据所述模板水印的QR码信息和基础圆形模板生成具有圆形角度模板水印。

进一步的，根据任意一个基础模板水印按照如下公式进行变换，得到一个具有方向性和周期性的模板水印：

其中，W₀(x,y)表示一个任意的基础模板水印，W₁(x,y)表示W₀(x,y)经过方向性和周期性变换得到的模板水印，N₀和N₁分别代表水平方向和垂直方向上重复的次数。

进一步的，所述根据所述模板水印的QR码信息和基础圆形模板生成具有圆形角度模板水印包括如下步骤：

将水印的QR码进行解码并获取角度信息；

根据所述角度信息对基础圆形模板水印进行对应的旋转，得到具有角度特征的圆形角度模板水印W^θ(x,y)，其中θ表示旋转角度。