[发明专利]一种基于PN函数极值的水印隐藏区域确定方法

说明书

本发明公开了一种基于PN函数极值的水印隐藏区域确定方法，包括如下步骤：1：将宿主图像均匀分割成若干非重叠子区域；2：将测试信息分别嵌入到宿主图像的各个子区域中，计算每个子区域嵌入测试信息后的像素重建函数值PRF；3：将嵌入测试信息后的子区域和对应的未嵌入测试信息的子区域合并，得到各个子区域嵌入测试信息前后的合并图像；4：通过攻击破坏合并图像，在合并图像中提取测试信息，计算每个子区域提取测试信息的归一化损失密度函数值NLDF；5：利用PN函数计算宿主图像各个子区域的PN函数值，PN函数极值对应的子区域即为合适的水印隐藏区域。本申请基于水印不可见性和鲁棒性的制约关系，提供了一种两者兼顾的水印隐藏区域确定方法。

技术领域

本发明属于数字图像及印刷图像防伪领域，具体涉及一种基于PN函数极值的水印隐藏区域确定方法。

背景技术

数字水印技术是一种可以通过一定的方法向宿主信息嵌入和提取防伪信息的技术。嵌入的水印防伪信息不影响宿主信息的完整性，而且嵌入的信息是视觉不可见的，但可通过密钥进行解密，将隐藏的信息显现出来。该技术是防止数字媒体非法复制、非法篡改、版权保护的有效手段之一。

随着多媒体技术的不断发展，水印不可见性和鲁棒性的综合需求逐渐被提出，而水印的不可见性和鲁棒性与水印的隐藏区域息息相关。将水印隐藏在对人类视觉影响较小的区域也可以提高水印的不可见性，但会使得其鲁棒性降低。对于水印算法来说，如何选择最优的隐藏区域成为一项函待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能很好平衡水印不可见性和鲁棒性的基于PN函数极值的水印隐藏区域确定方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于PN函数极值的水印隐藏区域确定方法，包括如下步骤：

步骤1：将宿主图像均匀分割成若干非重叠子区域；

步骤2：将测试信息分别嵌入到宿主图像的各个子区域中，计算每个子区域嵌入测试信息后的像素重建函数值PRF；

步骤3：将嵌入测试信息后的子区域和对应的未嵌入测试信息的子区域合并，得到各个子区域嵌入测试信息前后的合并图像；

步骤4：通过攻击破坏合并图像，在合并图像中提取测试信息，计算每个子区域提取测试信息的归一化损失密度函数值NLDF；

步骤5：利用综合考虑了像素重建函数值PRF和归一化损失密度函数值NLDF的PN函数计算宿主图像各个子区域的PN函数值，PN函数极值对应的子区域即为合适的水印隐藏区域。

进一步地，所述步骤1中的宿主图像和子区域均为方形图像，所述宿主图像的大小大于512×512，所述子区域的图像大小介于64×64到256×256之间。

进一步地，所述步骤2将测试信息分别嵌入到宿主图像的各个子区域中时采用无下采样双树小波变换分解函数进行分解，分解级数选为2级。

进一步地，所述步骤2中，计算每个子区域嵌入测试信息后的像素重建函数值PRF的计算公式如下：

其中，M、N分别代表子区域的长、宽像素尺寸，C和E分别代表嵌入测试信息前与嵌入测试信息后的对应子区域。

进一步地，所述步骤4中的攻击包括图片旋转、图片压缩、均值滤波、中值滤波、对比度增强、直方图均衡、添加椒盐噪声和添加高斯噪声中的一种或任意几种的组合。

进一步地，所述步骤4在合并图像中提取测试信息时采用无下采样双树小波变换分解函数，分解级数选定为2。

进一步地，所述步骤4中，计算每个子区域提取测试信息的归一化损失密度函数值NLDF的公式如下：