專(zhuān)利名稱(chēng)：一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及版權(quán)認(rèn)證的技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及利用二值圖像數(shù)字水印技術(shù)和水印隱藏技術(shù)，更具體的說(shuō)本發(fā)明涉及一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上數(shù)字圖像信息容量急劇增長(zhǎng)，發(fā)生的相關(guān)侵權(quán)行為也逐步增多。由于大部分?jǐn)?shù)字圖像在發(fā)布前沒(méi)有經(jīng)過(guò)數(shù)字版權(quán)技術(shù)處理，即使發(fā)生侵權(quán)也無(wú)法取證并進(jìn)行侵權(quán)判定，因此需要有能對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行水印嵌入且處理效率高、 抗攻擊能力和魯棒性強(qiáng)的數(shù)字圖像版權(quán)系統(tǒng)。而現(xiàn)有技術(shù)中，存在的普遍問(wèn)題是數(shù)字水印信息容量小，無(wú)法應(yīng)對(duì)大量企業(yè)同時(shí)進(jìn)行數(shù)字版權(quán)保護(hù)的要求，同時(shí)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)企業(yè)要求定制自己特有水印的要求。大部分?jǐn)?shù)字圖片發(fā)布者，如互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容供應(yīng)商、報(bào)社和雜志社等對(duì)發(fā)布的重要數(shù)字圖片只進(jìn)行明文水印嵌入以標(biāo)識(shí)版權(quán)，這種方式影響了圖片內(nèi)容，同時(shí)盜用者能通過(guò)圖像編輯工具屏蔽掉圖片上的明文水??；目前已實(shí)現(xiàn)的一些初步的數(shù)字水印技本產(chǎn)品，嵌入的水印信息量小，不足以標(biāo)識(shí)眾多創(chuàng)作者的圖片版權(quán)，不能進(jìn)行大范圍推廣。同時(shí)對(duì)大量圖片進(jìn)行水印嵌入和提取時(shí)，操作時(shí)間長(zhǎng)、效率低，難以應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上已發(fā)布的海量圖片，導(dǎo)致大量的侵權(quán)行為不能被發(fā)現(xiàn)； 普通的數(shù)字水印嵌入技術(shù)抗攻擊能力差，對(duì)于一般的幾何處理、噪聲或編碼抵抗能力弱，數(shù)字水印極易遭到破壞；也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入圖像數(shù)字水印的圖像版權(quán)保護(hù)管理系統(tǒng)進(jìn)行注冊(cè)、加密、查詢(xún)和檢索的管理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供了一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的發(fā)明人采用了一種基于環(huán)帶的圖像數(shù)字水印技術(shù)，在數(shù)字圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)幾何變換時(shí)，因?yàn)樗…h(huán)帶是到數(shù)字圖像中心距離為一個(gè)固定范圍的象素點(diǎn)的集合，單個(gè)水印環(huán)帶中的元素幾乎不會(huì)變化。同時(shí)，在數(shù)字圖像進(jìn)行插值運(yùn)算時(shí)，運(yùn)用的是線性的均值運(yùn)算，只要水印環(huán)帶中的元素個(gè)數(shù)足夠多，由統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知，水印環(huán)帶中所有元素的均值變化范圍也非常小。這樣，水印環(huán)帶就可以成為數(shù)字水印信息的載體。更進(jìn)一步對(duì)環(huán)帶進(jìn)行等分形成扇形塊，從而可以在水印嵌入過(guò)程中能夠記錄數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)的角度，縮放比例，進(jìn)而恢復(fù)原始圖像。另外本發(fā)明提出的環(huán)帶水印其中心具有中心圓塊，在嵌入的過(guò)程中對(duì)中心圓塊進(jìn)行扇形分割并嵌入中心標(biāo)志，使得在檢測(cè)過(guò)程能夠迅速定位水印環(huán)帶中心，并可據(jù)此作為檢測(cè)數(shù)字圖像中是否存在數(shù)字水印的依據(jù)，因其需要完全提取出數(shù)字水印信息，非常適合海量數(shù)字圖像的批量處理；另外本發(fā)明還采用了 NC系數(shù)(Normalized Correlation),即相似性測(cè)量,來(lái)衡量提取出來(lái)的數(shù)字水印與原始數(shù)字水印的相似性程度；系統(tǒng)還將分析提取出的數(shù)字水印信息與原始數(shù)字水印信息的某些內(nèi)容特征，并以此作為二者相似程度的附加判別方法，減小數(shù)字水印技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)誤判的可能性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，如圖I所示，本發(fā)明提供了一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)和數(shù)字水印檢測(cè)子系統(tǒng)；其中的數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)用于向源圖像中嵌入保密的二值圖像數(shù)字水印信息， 如圖3所示，其包括二值圖像水印獲取單元，用于獲取用戶(hù)提供的已加密的二值圖像水印，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字序列；源圖像獲取單元，獲取所述圖像的像素顏色信息；嵌入位置計(jì)算單元，用于計(jì)算加密的二值圖像水印數(shù)字序列在所述文件中的嵌入位置；水印嵌入單元， 利用DCT算法實(shí)現(xiàn)二值圖像水印的嵌入；其中的數(shù)字水印提取子系統(tǒng)用于從待檢測(cè)圖像中檢測(cè)出其中嵌入的二值圖像水印信息，如圖4所示，其包括待檢測(cè)圖像獲取單元，獲取所述圖像的像素顏色信息；提取位置計(jì)算單元，用于計(jì)算加密的二值圖像水印數(shù)字序列在所述文件中的嵌入位置；水印提取單元，利用DCT算法實(shí)現(xiàn)二值圖像水印的提??；其中，嵌入位置計(jì)算單元，首先選取源圖像中的一點(diǎn)作為圓心，按照一定的直徑形成多個(gè)同心圓部分，將源圖像分成中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊，其中的中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊作為水印信息嵌入位置；提取位置單元，按照與水印嵌入相同的方式，將待檢測(cè)圖像分成中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊。其中優(yōu)選的，中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊可進(jìn)一步等分成多個(gè)扇形塊，優(yōu)選將中心圓和環(huán)帶等分成10-30份，即形成弧度為12-36度的扇形塊；優(yōu)選分成20等份形成弧度為18 度的扇形塊。將多個(gè)環(huán)帶塊進(jìn)一步分成多個(gè)等分的扇形塊能夠真實(shí)記錄數(shù)字圖像旋轉(zhuǎn)的角度；將中心圓塊分成多個(gè)扇形塊，還能能夠在中心圓添加標(biāo)志，使得在水印信息提取過(guò)程中能夠迅速定位水印中心。如圖2所示本發(fā)明的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)還包括數(shù)字水印管理子系統(tǒng)， 所述的數(shù)字水印管理子系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)字水印的注冊(cè)、生成、加密、解密、驗(yàn)證功能； 如圖5所示，該數(shù)字水印管理子系統(tǒng)包括水印注冊(cè)單元，用于接受用戶(hù)提供的源水印轉(zhuǎn)化為二值圖像水印信息；數(shù)字水印生成單元，將用戶(hù)提供的二值圖像水印信息轉(zhuǎn)化為01數(shù)字序列；加密單元，對(duì)生成的01數(shù)字序列進(jìn)行加密，獲得加密的二值圖像數(shù)字水印信息；解密單元，對(duì)提取的二值圖像水印進(jìn)行解密；判斷單元，判斷提取的二值圖像水印與嵌入的二值圖像水印的相似程度，判斷待檢測(cè)圖像是否侵犯版權(quán)。如圖2所示本發(fā)明的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)還包括數(shù)字水印信息庫(kù)管理子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)字水印相關(guān)信息的存儲(chǔ)、查詢(xún)、維護(hù)和檢索等功能。其中加密單元和解密單元采用RSA算法。不對(duì)稱(chēng)密碼技術(shù)使用不同的加密密鑰 (公鑰)和解密密鑰(私鑰)，并且解密密鑰不能從加密密鑰中推導(dǎo)出來(lái)。本申請(qǐng)由于在水印的生成和檢測(cè)過(guò)程中采用了基于RSA不對(duì)稱(chēng)算法的加密算法，因此，只有已知私鑰的人才能夠?qū)ξ募?nèi)容進(jìn)行修改，即使是已知公鑰的合法文件接收方也不能對(duì)文件進(jìn)行修改。 所述的RSA的加密解密過(guò)程如下
權(quán)利要求
1.一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)和數(shù)字水印檢測(cè)子系所述的數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)用于向源圖像中嵌入保密的二值圖像數(shù)字水印信息，包括二值圖像水印獲取單元，用于獲取用戶(hù)提供的已加密的二值圖像水印，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字序列；源圖像獲取單元，獲取所述圖像的像素顏色信息；嵌入位置計(jì)算單元，用于計(jì)算加密的二值圖像水印數(shù)字序列在所述文件中的嵌入位置；水印嵌入單元，利用DCT算法實(shí)現(xiàn)二值圖像水印的嵌入；所述的數(shù)字水印提取子系統(tǒng)用于從待檢測(cè)圖像中檢測(cè)出其中嵌入的二值圖像水印信息，包括待檢測(cè)圖像獲取單元，獲取所述圖像的像素顏色信息；提取位置計(jì)算單元，用于計(jì)算加密的二值圖像水印數(shù)字序列在所述文件中的嵌入位置；水印提取單元，利用DCT算法實(shí)現(xiàn)二值圖像水印的提取； 其中，嵌入位置計(jì)算單元，首先選取源圖像中的一點(diǎn)作為圓心，按照一定的直徑形成多個(gè)同心圓部分，將源圖像分成中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊，其中的中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊作為水印信息嵌入位置；提取位置單元，按照與水印嵌入相同的方式，將待檢測(cè)圖像分成中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊。
2.權(quán)利要求I所述的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，特征在于其還包括數(shù)字水印管理子系統(tǒng)，所述的數(shù)字水印管理子系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)字水印的注冊(cè)、生成、加密、解密、驗(yàn)證功能；包括水印注冊(cè)單元，用于接受用戶(hù)提供的源水印轉(zhuǎn)化為二值圖像水印信息；數(shù)字水印生成單元，將用戶(hù)提供的二值圖像水印信息轉(zhuǎn)化為01數(shù)字序列；加密單元，對(duì)生成的 01數(shù)字序列進(jìn)行加密，獲得加密的二值圖像數(shù)字水印信息；解密單元，對(duì)提取的二值圖像水印進(jìn)行解密；判斷單元，判斷提取的二值圖像水印與嵌入的二值圖像水印的相似程度，判斷待檢測(cè)圖像是否侵犯版權(quán)。
3.權(quán)利要求I所述的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，特征在于其還包括數(shù)字水印信息庫(kù)管理子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)字水印相關(guān)信息的存儲(chǔ)、查詢(xún)、維護(hù)和檢索等功能。
4.權(quán)利要求1-3所述之一的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，特征在于所述的中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊可進(jìn)一步等分成多個(gè)扇形塊。
5.權(quán)利要求4的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，特征在于所述的中心圓塊和多個(gè)環(huán)帶塊等分成10-30份，即形成弧度為12-36度的扇形塊。
6.權(quán)利要求4的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，特征在于在中心圓的扇形塊中添加標(biāo)志，使得在水印信息提取過(guò)程中能夠迅速定位水印中心位置。
7.權(quán)利要求2-3所述之一的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，特征在于加密單元和解密單兀米用RSA算法。
8.權(quán)利要求2-3所述之一的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，特征在于判斷單元，利用 Normalized相關(guān)性來(lái)初步判斷提取的水印信息與原始水印信息的相關(guān)度；如果NC值大于等于T，則可初步確定該圖像中含有原始水印信息，否則不含有原始水印信息；NC值的按以下公式計(jì)算其中，w為原始水印，w’為提取水印，T值范圍為0-1。
9.權(quán)利要求8所述的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，特征在于T= 0.9。
10.權(quán)利要求2-3所述之一的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，水印注冊(cè)單元將水印源文件轉(zhuǎn)化為64*64像素的黑白色格式圖片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)和數(shù)字水印檢測(cè)子系統(tǒng)；數(shù)字水印嵌入子系統(tǒng)包括二值圖像水印獲取單元；源圖像獲取單元；嵌入位置計(jì)算單元；水印嵌入單元；數(shù)字水印提取子系統(tǒng)包括待檢測(cè)圖像獲取單元；提取位置計(jì)算單元；水印提取單元。本發(fā)明的圖像數(shù)字水印嵌入及檢測(cè)系統(tǒng)還可包括數(shù)字水印管理子系統(tǒng)和數(shù)字水印信息庫(kù)管理子系統(tǒng)。本發(fā)明可應(yīng)用于有版權(quán)認(rèn)證資格的第三方應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)膱D像信息提供版權(quán)保護(hù)和認(rèn)證。
文檔編號(hào)G06T1/00GK102609890SQ20111002345
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者余偉華, 劉澤, 吳龍為 申請(qǐng)人:北京中盈信安科技發(fā)展有限責(zé)任公司