[发明专利]一种自适应的图像强纹理水印方法

说明书

技术领域

本发明属于图像信息处理领域，涉及数字图像水印方法，可用于对数字多媒体产品版权的安全性提供技术保证。

背景技术

数学形态学作为一门新兴的非线性图像处理技术，已得到人们的广泛关注，成功应用于图像处理的诸多方面，如图像边缘检测、图像分割、图像分类、目标检测等，但应用于数字水印方面却比较少见，相关文献有：

Sedaaghi，M.H.等在Morphological watermarking[J].Electronics Letters.2005，5.41(10)中提出了一种形态学水印算法：将{-1，0，1}水印嵌入宿主图像的最不重要位平面，用击中-击不中开变换(hit-or-miss opening)运算检测水印信号，属于空域的研究方法，鲁棒性待测试；

Akihiro Okamoto等在A digital watermark technique using morphological signalprocessing[J].Wiley InterScience.2003，86(6)：67-75中提出了一种形态学的水印方法：用开(opening)、闭(closing)运算处理英文二值图像，得到含水印的合成图像；检测水印时，用宿主图像中某一字母与合成图像中相同字母间的差值大于某一阈值判断水印的存在，具有一定的鲁棒性，但水印仅针对特定英文字母，属于空域的研究方法；

Kasemsuk Sepsirisuk等在An Improved wavelet-based watermarking method using themathematical morphology[J].IEEE.Computer Society.2007，18中提出了一种基于小波的形态学水印方法：首先在选定的子带上用设定阈值选择小波重要系数，形成一个二值的重要性映射图像；然后用形态学进行滤波处理，去掉孤立点，只保留互相连接的点作为水印嵌入位置；最后将伪随机序列水印嵌入到对应小波系数，属于变换域的水印方法，具有一定的鲁棒性，但对形态学的运用只是一种简单的滤除孤立点的滤波操作，没有充分发挥数学形态学在图像处理中的优势；

M.R.M.Rizk等在Adaptive watermarking techniques based on multi-Scale morphologicalimage segmentation[J].IEEE MELECON.2006，5，16-19中提出了一种基于形态学图像分割的水印方法：首先用多尺度形态学图像分割技术得到宿主图像强纹理区，然后在强纹理区所对应的小波系数上嵌入水印。多尺度形态学图像分割是一个复杂的处理过程，作为水印方法的一部分，大大增加了复杂性，效率较低。

发明内容

本发明目的是针对上述已有方法的不足，提出一种自适应的图像强纹理水印方法，以充分发挥数学形态学在图像处理中的强大作用，减小水印嵌入的复杂性，提高效率，实现对数字产品版权的可靠保护。

实现本发明目的的技术关键是利用数学形态学准确提取图像强纹理区，并将其映射到相应的小波变换系数上，完成水印的嵌入与提取，具体方案如下：

一、水印的嵌入过程

(1)对宿主图像进行3级小波分解，得到宿主图像小波变换系数C_i，j；

(2)将二值水印图像W_i，j中的{0，1}信息先映射为{-1，1}，再扫描为一维水印序列W′_i，j；

(3)对宿主图像进行形态学运算，得到亮特征图像I_bright和暗特征图像I_dark；

(4)将上述两幅特征图像进行二值映射，确定宿主图像中亮特征I_bright和暗特征I_dark所在位置；

(5)分别将亮特征和暗特征位置映射图像进行分块，确定宿主图像中强纹理区所在，作为第一密钥Key1保存；

(6)根据宿主图像小波块与小波树的映射关系，利用第一密钥Key1提取宿主图像强纹理小波系数，作为要嵌入水印的系数；

(7)利用宿主图像中强纹理的位置，计算水印自适应嵌入强度α，作为第二密钥Key2；

(8)利用嵌入强度α，根据加性原则在强纹理区的小波系数中嵌入水印，得到合成图像的小波变换系数C′_i，j＝C_i，j+αW′_i，j；