[发明专利]一种基于稳定圆形区域的抗几何攻击鲁棒水印方法

说明书

技术领域

本发明属于多媒体领域，特别涉及一种基于稳定圆形区域的抗几何攻击鲁棒水印方法。

背景技术

计算机和互联网技术的飞速发展使多媒体文件被广泛传播广泛，对其知识产权的保护变得越来越重要。数字水印是一个有效的方法，它通过向图像中嵌入特定的版权信息作为版权所有者的证明。

数字水印要发挥保护版权的作用应具备两个基本的特性：首先是透明性，即嵌入水印后的图像和原图像相差无几，看不到数字水印的存在，并且尽可能不要损害原作品；其次是鲁棒性，即数字水印应该能够抵抗各种有意或无意的攻击，这是水印能够起到保护版权作用的关键。

目前在鲁棒性方面，大多数水印只能抵抗常规信号处理攻击，对常见的甚至是微小的几何攻击都无能为力，因此几何攻击被称为数字水印的唯一致命弱点，抗几何攻击的数字水印算法成为近年来研究的重点和难点。现在抵抗几何攻击的水印算法大致分为：基于不变域、基于模版的嵌入和基于特征的提取三类，其中基于特征的提取水印算法又被称为第二代水印算法。由于第二代水印结合了水印和图像的内容特征，在鲁棒性方面有很大的提高，因此具有很强的生命力。这类水印算法分为三个部分：(1)特征区域的确定；(2)基于特征区域的图像剖分和剖分后区域的校正；(3)水印的嵌入和提取。其中第一部分“特征区域的确定”是水印方案成败与否的关键，但并不是所有的特征区域都适合于水印，故寻找适合水印的特征区域是一项重要而且有难度的步骤。在经典的第二代水印算法中P.Bas等人(Patrick Bas，Jean-Marc Chassery，and Benoit Macq，Geometricallyinvariant watermarking using feature points.IEEE Transactions on ImageProcessing，vol.11，no.9，2002，pp.1014-1028)用Harris角点检测法提取的特征点数目过多，不少特征点的稳定性不够，以至于水印检测过程中能够较好地得到同步的三角形数目有限。Tang等人(C.W.Tang and H.M.Hang.A feature-based robustdigital image watermarking scheme.IEEE Transactions on Signal Processing，2003，51(4)：950-958.)用Mexican hat wavelet提取特征点确定特征区域，但在归一化的过程中存在插值误差，影响了水印的性能。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种基于稳定圆形区域的抗几何攻击鲁棒水印方法，其特征在于包括下列步骤：

1、提取边缘曲线；

2、确定稳定圆形特征区域；

3、计算整幅图像的质心；

4、划分扇区；

5、嵌入水印序列。

所述提取边缘曲线具体包括下列步骤：

---利用canny算子提取图像的边缘曲线，canny算子的脊像素使用两个阈值T₁和T₂做阈值处理，其中T₁＜T₂，值大于T₂的脊像素称为强边缘像素，在T₁和T₂之间的脊像素称为弱边缘像素；

---对提取的边缘曲线进行优化处理。

所述两个阈值T₁和T₂的取值范围为：T₂-T₁≤0.0001。

所述对提取的边缘曲线进行优化处理具体包括下列步骤：

---填补间隙；

---删除短曲线；

---删除短分枝；

---删除短周长闭合曲线。

所述确定稳定圆形特征区域具体包括下列步骤：

---跟踪提取的每条边缘曲线计算边缘曲线上各点的多尺度曲率积，根据预先设定的阈值找出曲率比较大的点；

将曲线Γ写成以弧长u为参数的函数形式：

Γ(u)＝(x(u)，y(u))

根据CSS的多尺度思想，设Γ(u，σ)表示曲线Γ在尺度σ下的参数形式，即

Γ(u，σ)＝(X(u，σ)，Y(u，σ))

式中

X(u，σ)＝x(u，σ)*g(u，σ)

Y(u，σ)＝y(u，σ)*g(u，σ)

其中，*是卷积算子，g(u，σ)是尺度σ下的高斯函数，