[发明专利]针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法

说明书

本发明公开了一种针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法，属于信息隐藏技术领域，(1)计算图像的光照分量以及光照阈值；(2)选择水印的嵌入区域，其中超过光照阈值的区域不作为嵌入区域；(3)在DCT域中将水印序列嵌入到图像，得到水印图像；(4)对拍摄得到的含水印图像进行透视校正以及光照校正；(5)对光照校正后的图像使用双边滤波进行保边去噪；(6)选择水印的提取区域；(7)在DCT域中通过交叉验证的方式提取水印序列。本发明减少因光照对水印图像不可见性的影响，减少过曝区域的光照分量，可以增强图像的特征；在光照处理后进行双边滤波，实现保边去噪功能。

技术领域

本发明属于信息隐藏技术领域，尤其涉及一种针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法。

背景技术

数字水印是一种信息隐藏技术，可以将图像、文字等数字信号信息隐藏在图像、视频、音频等原始数据中，达到数字产品版权保护和完整性认证的目的。由于拍照获取信息的便捷性，一些重要的信息很容易通过拍照的方式泄露出去，带来一定的损失，因此需要能够抵抗屏幕拍照的水印，对重要信息进行版权保护。

目前，已有一些学者对屏幕拍照水印进行了研究，也取得了一定的成绩。现有的方法有在DCT域嵌入水印信息，使用尺度不变特征变换对水印特征区域进行选择，为了尽可能的保留水印信息，提出将水印以小模板嵌入，并重复嵌入多次，以达到一定的鲁棒性。也有在DFT域中嵌入水印，使用Harris-Laplace检测器以及加速鲁棒特征构造特征区域，采用非旋转嵌入的方式嵌入水印。随着深度学习在传统水印领域应用的成功，也有一些学者开始研究基于深度学习的屏幕拍照水印。其中就有学者提出一种模板水印嵌入方法，在图像中嵌入消息模板以及定位模板，在水印提取时，使用增强子网络以及分类子网络两级网络对水印进行提取。也有学者提出一个端到端的神经网络用于隐藏信息以及提取信息，并在编码器以及解码器之间建立一个失真网络，用来保持隐藏信息对相机的弹性。

但是，包括以上提出的现有屏幕拍照水印方案较少考虑光照这一因素对水印鲁棒性的影响。有学者提出使用直方图均衡化的方式对光照不均匀的地方进行处理，但是会存在色彩失真严重和过度增强等问题。而且，在光照过强的区域嵌入水印会降低水印的不可见性，在提取时，如果有受到外界光源的影响而产生的过曝区域，图像的特征会不清晰，从而影响水印定位以及提取。

发明内容

发明目的：为了解决光照对屏幕拍照水印的影响，本发明提出一种针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法，步骤如下：

(1)计算图像的光照分量以及光照阈值；

(2)选择水印的嵌入区域，其中超过光照阈值的区域不作为嵌入区域；

(3)在DCT域中将水印序列嵌入到图像，得到水印图像；

(4)对拍摄得到的含水印图像进行透视校正以及光照校正；

(5)对光照校正后的图像使用双边滤波进行保边去噪；

(6)选择水印的提取区域；

(7)在DCT域中通过交叉验证的方式提取水印序列。

进一步的，所述步骤(1)计算图像的光照分量以及光照阈值的具体过程为：

获取原始图像，将图像从RGB空间转换到HSV空间，选择亮度空间V，使用多尺度高斯卷积，得到光照分量F(x,y)：

其中N表示尺度数，i表示计数器，ω_i表示光照分量的权系数，I(x,y)表示输入图像，G(x,y)表示高斯函数，(x,y)表示像素坐标，λ表示归一化常数，m表示尺度因子；

光照阈值e的计算方法如下：