[发明专利]一种自适应的多域水印方法

说明书

技术领域

本发明属于数字水印技术领域，具体涉及一种自适应的多域水印方法

背景技术

过去十年，数字媒体信息的使用与分布爆炸性增长。借助互联网，人们可以方便地发布和获取各种数字信息，包括图像、音频、视频和文本等，以及诸多在线服务。但同时，盗版也变得更加容易，不受限制的复制与不可控的传输使得数字内容毫无版权可言。对数字内容的管理和保护成为业界迫切需要解决的问题。

数字水印是一种新兴的版权保护技术。它研究如何在原始媒体数据中隐藏一定量的附加信息，例如作品的所有权、使用权或者公司的标识等，并通过对被隐藏信息的提取和识别达到验证版权的目的。这里，原始媒体数据是水印信息的载体，可称为载体信号，信息嵌入引入的修改量可称为水印信号。一个好的数字水印系统应满足两个重要的要求：不可感知性和鲁棒性。所述的不可感知性是指嵌入水印导致媒体质量的变化对观察者的视觉系统来讲应该是不可察觉的，最理想的情况是加水印的媒体与原始媒体在视觉上一模一样(对听觉也是同样的要求)，这是绝大多数水印算法所应达到的要求。所述的鲁棒性是指，一个数字水印应该能够承受大量的、不同的物理和几何失真，包括有意的(如恶意攻击)或无意的(如图像压缩、滤波、扫描与复印、噪声污染、尺寸变化等等)。然而，二者相互矛盾。如何在提高鲁棒性的同时确保不会导致信号明显的失真一直未能获得很好的解决。

以往，数字水印嵌入方法中使用各种信号质量评价方法测量嵌入水印的载体信号与原始载体信号之间的失真量，常用的有均方误差、信噪比、峰值信噪比以及各种感知模型等，并据此对水印强度进行调整获得水印的不可感知性。典型的感知整形水印(C.I.Podilchuk et al..Image-adaptive watermarking usingvisual models.IEEE J.Selected Areas Communications，May 1998，16(4)：525-539)以原始载体信号各个分量的最大不明显修改量(Just noticeable differences，JND’s)为权重加权水印信号，使得整形后的水印信号符合人的感知系统特征。它使用一个全局的质量指标度量水印导致的失真量，因而得出一个全局的水印强度调整因子。

刘九芬等提出了一种简单的小波域水印方法(参考专利CN02115174.1)。该方法使用简单的线性调制将水印嵌入到载体信号的低频区，一个全局拉伸因子用于控制水印的嵌入强度。

田力等设计了一种图像水印方法(见专利CN01114581.1)。它先对载体图像进行分层、分块，然后随机选择图像块并在整数离散余弦变换(DCT：DiscreteCosine Transform)域内嵌入水印。这种方法能避免信号变换带来的误差并提高了水印的安全性。

G F.G德波维雷等发明了一种用于在信息信号中嵌入水印的方法和装置(见专利CN01806071.4)。它利用原载体信号的数据确定水印信号的局部加权因数，以使得整形后的水印信号与原信号叠加后基本上不能感知。这一思想与感知整形水印相似，局部加权因数是对应每个信号分量而言。

郭宝龙等提出了一种基于图像目标区域的小波域数字水印方法(见专利CN03134437.2)。它先对原始载体图像进行小波变换，并利用小波系数的方差确定视觉目标区域和背景；然后，利用量化调制把水印信号嵌入到视觉目标区域对应的高频小波系数块上。

矶谷泰知等设计了一种用于嵌入和检测图像中数字水印的装置和方法(见专利CN200510009072.3)。它把一幅图像分为多个局部图像，并在每个局部图像中嵌入一数字水印。为了保证水印不可见性，他们只修改最低有效位或者最低的两个有效位。

已知的水印技术总是在载体信号的某一个域内选择嵌入位置，并调整每个嵌入位置上的水印强度，检测水印也在同一个域内进行。如果以空间域为嵌入域，则水印的鲁棒性不佳，因而通常以变换域为嵌入域。但是在变换域内调整水印的嵌入强度不直接，容易破坏低频区信号的感知质量，而且变换域内的感知模型一般比较复杂，大大增加了水印嵌入过程的计算量，有的还需要对原信号作分块处理更会导致分块效应。在变换域内进行水印检测不利于设计抵抗几何攻击的水印策略。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种自适应的多域水印方法，该方法联合使用多个域的特征可以在水印鲁棒性和不可感知性之间获得好的折衷效果，同时水印检测能够在多个域内进行。