[发明专利]一种数字水印的嵌入、定位篡改方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字水印技术领域，尤其涉及一种数字水印的嵌入、定位篡改 方法及装置。

背景技术

近年来，随着数字化技术和互联网技术飞速发展，著作权人的权益保护 面临严重威胁。由于著作权人的劳动成果-数字图像可以以数字形式获得， 并且可以制作出完美拷贝，因此，著作权人的权益很容易收到损害。数字水 印技术应运而生。

数字水印技术是将代表著作权人身份的特定信息(即数字水印)，按照某 种方式植入被保护的数字图像中，而不影响被保护的数字图像的使用价值， 也不容易被人的知觉系统觉察或者注意到。根据数字水印，可以达到确认著 作权人、购买者或者判断数字图像是否被篡改，以维护著作权人权益等目的。 为了下文便于描述，将嵌入数字图像之前生成的数字水印称为原始数字水印， 将已经嵌入数字图像并随之进行传播的数字水印称为第一数字水印，将没有 嵌入数字水印的数字图像称为原始数字图像，将嵌入了数字水印的数字图像 称为第一数字图像。

现有数字水印技术包括将原始数字水印嵌入原始数字图像，以及当维护 著作人权益时，需要对第一数字水印进行定位篡改。定位篡改具体为：将第 一数字水印从第一数字图像中提取出来，通过对比原始数字水印以及第一数 字水印，可以得知原始数字图像被篡改的位置。

发明人在研究过程中，发现现有数字水印技术存在如下缺点：定位篡改 时，需要将从第一数字图像中提取出的第一数字水印与原始数字水印进行对 比。由于定位篡改时需要原始数字水印，所以，需要将原始数字水印与第一 数字图像同时进行传播，而原始数字水印在传播过程中，同第一数字图像一 样极易受到恶意攻击。若定位篡改时将从第一数字图像中提取出的第一数字 水印与受到恶意攻击的原始数字水印进行对比，显然得到的结果是不准确的。

除此之外，现有数字水印技术在嵌入数字水印时不能很好地解决数字水 印自身应具有的鲁棒性与透明性的矛盾。数字水印的鲁棒性是指一个数字水 印应该能够承受大量的、有意或无意的、各种物理和几何失真。数字水印的 透明性是指视觉上的不可见性，即因嵌入数字水印导致数字图像的变化对观 察者的视觉系统来讲应该是不可察觉的。通常情况下，数据量越大，数字水 印的鲁棒性越好，但是透明性越差。因此，数字水印所应具备的鲁棒性与透 明性之间的矛盾不能很好的解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种数字水印的嵌入、定位篡改方法及装置， 以解决现有技术定位篡改时，需要将从第一数字图像中提取出的第一数字水 印与原始数字水印进行对比的问题。

一种数字水印的嵌入方法，所述方法包括：

计算数字水印嵌入参数，并提取原始数字图像的水平线，对所述水平线 进行置乱生成数字水印嵌入序列，其中，所述水平线是水平集构成的图像的 边缘；所述水平集是数字图像中大于等于数字图像的阈值的像素值组成的集 合；所述数字水印嵌入参数包括：数字水印嵌入强度；

根据所述数字水印嵌入参数以及数字水印嵌入序列进行嵌入，并生成第 一数字图像，所述第一数字图像为嵌入了数字水印进行传播的数字图像。

优选地，所述提取原始数字图像的水平线的具体实现为：

根据原始数字图像像素值的直方图确定阈值，所述阈值为所述直方图两 峰之间的最低点；

将所述数字图像中像素值大于等于所述阈值的像素点标记为1，将像素值 小于所述阈值的像素点标记为0，构造数据值为0或1的第一矩阵；

将所述第一矩阵扩展为第二矩阵，并该第二矩阵中扩展的元素的数值全 部赋值为0；

将所述第二矩阵中除位于第一行、第一列、最后一行和最后一列之外元 素作为选定元素，其中该选定元素的值表示像素点的值；

如果所述选定元素的四邻域的值全为零，则将选定元素的值记为1，否则 保持所述选定元素的值不变，得到表示原始数字图像水平线的矩阵，所述表 示原始数字图像水平线的矩阵对应的数字图像为原始数字图像的水平线。

可选地，所述计算数字水印嵌入参数还包括：

计算数字水印的临界噪声阈值JND；

根据所述数字水印嵌入参数以及数字水印嵌入序列进行嵌入的具体实现 为：

根据所述数字水印的JND、所述数字水印嵌入强度以及所述数字水印嵌 入序列进行嵌入。

优选地，计算数字水印嵌入强度的具体实现为：

将原始数字图像进行分块；