[发明专利]基于虚拟光学的三维数字水印嵌入/检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于虚拟光学的三维数字水印嵌入/检测方法及装置，属于模式识别领域。该方法使用并行硬件和算法的电子装置及软件，仿真虚拟光学成像过程将数字水印信息加入到静止图像、音频或视频数据中。在水印嵌入过程中，将虚拟光路的几何结构参数作为密钥，从而设计出了多重“密钥”。在水印检测过程中，通过使用多重解密密钥，不依赖原始数据即可从含水印的信息中提取出数字水印。水印可以是文本、数字、签名或管理机构的标识等数字文档。采用的装置包括由通用PC机和数字信号处理器、可编程专用集成电路构成的主从式系统，或脱离PC机单独运行的嵌入式系统。本发明的优点在于：鲁棒性强、安全性高、灵活性高、适应性强等特点。

主权项

1、一种基于虚拟光学的三维数字水印的嵌入方法，该方法通过在数字域仿真光学过程中的传播规律，将虚拟光波的波长λ，水印图像到虚拟成像透镜前表面的距离z1，焦距f作为水印密钥，从而设计出多重“密钥”，将数字水印信息加入到需要被保护的信息中，其特征在于具体做法是：1)在仿真虚拟光学成像过程中的三维空间内，取虚拟成像透镜的前表面作为参考平面，计算水印平面到虚拟成像透镜前表面的离散菲涅尔衍射变换DFD，记为Fw，衍射距离为Z1；计算信息平面(原始图像)到虚拟成像透镜前表面的离散菲涅尔衍射变换DFD，记为F1，衍射距离为Z2；2)计算Fw和F1的加权和，记为Hw，Hw＝wFw+(1-w)F1，其中w表示权重因子，用来控制水印添加的强度；3)Hw又经透镜的复振幅透过率函数的转换到达透镜后表面，记为H′w，H′w＝Hw×t，其中t为透镜的复振幅透过率函数；4)对H′w做衍射距离为z′2的离散菲涅尔衍射变换DFD，结果记为Iw，其中z′2由下式计算得出$\frac{1}{z_2}+\frac{1}{z_2^{\prime }}=\frac{1}{f},$ 接收方在收到经过通信链路传来的复振幅分布文件Iw后，只需进行取模平方操作即可。