[发明专利]用于防止伪造或更改数字成像的水印系统和方法

权利要求书

1.一种用于向数字图象中嵌入水印的方法，包括以下步骤：

(a)将数据图象转换为用于嵌入水印的预定格式；

(b)通过调整所述的转换数字图象的象素值到预定的电平，来形成用于嵌入水印的空间；

(c)根据预定的用户密钥数据，产生将对应于图象的每一个象素值的第一水印密钥，在所述图像内形成用于嵌入水印的空间；和

(d)通过有选择地向调整到所述预定电平的所述数字图象的每个象素值加入或从中减掉预定值来嵌入水印。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的用户密钥数据是所述用户的个人信息，包括所述用户的身份号码、名称、固定号码或标识中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(c)包括下列步骤：

对所述的用户密钥数据加密；和

通过使用所述的加密的用户密钥数据，产生将对应于图象的每个象素值的第一水印密钥，在所述图象内形成用于嵌入水印的空间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一水印密钥表示所述的水印数字图象的每个象素值是奇数或偶数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤(d)以这种与图象的每个象素相关的方式处理，在所述图象内形成用于嵌入水印的空间，如果所述的第一水印密钥为偶数，则加入或减掉所述的预定值，以使水印数字图象的象素值为偶数，如果所述的第一水印密钥为奇数，则加入或减掉所述的预定值，以使水印数字图象的象素值为奇数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一水印密钥表示落入预定范围的相邻的多个象素值的统计值，所述的预定范围围绕所述水印数字图象的任意象素。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)包括下列步骤：

计算落入预定范围的相邻的多个象素的统计特征值，所述预定范围围绕调整到所述预定电平的所述数字图象的预定象素；和

根据所述的第一水印密钥，有选择地向所述的数字图象的每个象素中加入或从中减掉预定值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的预定统计特征是平均值、平均值±标准偏差和变量中的一个。

9.一种检测采用根据权利要求1至8中的任一项所述方法的嵌入水印方法，其特征在于，包括步骤：

(e)根据所述的水印数字图象的象素值，从水印数字图象中检测第一水印密钥；

(f)根据在制作水印时使用的所述的预定用户密钥数据，产生将对应于所述水印数字图象的象素值的第二水印密钥；

(g)计算在所述水印数字图象中的每个象素的所述第一水印密钥和所述第二水印密钥之间的关连，并确定计算出的关连是否落入预定范围；

(h)当与所述象素有关的关连落在所述预定范围内时，确定用户所希望的水印嵌入了所述数字图象的每个象素中，并比较每个象素的所述第一水印密钥值和所述第二水印密钥值；

(i)如果所述比较的结果是存在一对一致的水印密钥，则确定嵌入了对应的水印密钥的所述数字图象的对应的象素值被伪造或更改了；但是，如果不存在，则将对应的象素值作为可信的数据输出；和

(j)指出伪造或更改的象素值的位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的步骤(g)包括用如下的数学公式计算关连：

Corr(W_E，W)＝real(IFFT(FFT(W)×FFT(W_E)))

在此，FFT表示傅里叶变换的复杂共轭(FFT)，IFFT(W)表示反向FFT(W)。

11.一种向数字图象中嵌入水印的装置，包括：

转换装置，用于将数字图象转换到用于嵌入水印的预定格式；

象素值调节装置，用于将所述的转换的数字图象的象素值调节到预定电平，以便形成用于嵌入水印的空间；

第一水印密钥产生装置，用于根据将由用户输入的所述预定的用户密钥数据，产生与图象的每个象素值对应的第一水印密钥，在所述图象内形成用于嵌入水印的空间；和

水印嵌入装置，用于通过选择性地向根据产生的第一水印密钥调整到预定电平的所述的数字图象的每个象素中加入或从中减掉预定的值来嵌入水印。