[发明专利]基于FPGA实现的数字水印添加装置及数码相机

说明书

【所属技术领域】

本发明涉及一种数字水印添加装置，尤其涉及一种基于FPGA实现的数字水印添加装置及具有该数字水印添加装置的数码相机，并基于FPGA实现向数码相机所摄取的图像中添加数字水印的方法。

【背景技术】

数码相机已经被广泛地用于拍摄影像，拍摄后的数字影像方便数据的复制及保存，但数字影像复制及传输过程中，难以保障数字影像的版权，从而使得原作者不能主张或保护自己的正当的版权。因此，现有技术采用了在数码相机中设置数字水印添加装置，可以向拍摄的影像中添加数字水印，当添加数字水印的影像被篡改后，可以通过数字水印的验证以检验影像的版权及真实性，从而有利于所拍摄的数字影像的版权保障。

上述的现有技术的数码相机的数字水印添加通过控制芯片和水印嵌入芯片将数字水印添加至影像中，当使用者需要标注自己作为原作者的版权时，需添加鲁棒数字水印，而当需要表明影像作品的真实性时，需添加脆弱数字水印，然而，现有技术的添加的数字水印受到控制芯片和水印嵌入芯片的限定，使用者只能按照设定的方式进行水印的添加。而不能满足使用者添加不同的数字水印的选择需求。

现有技术的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)，内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分，可以灵活地实现硬件配置，增加使用的灵活性和通用性，增加使用的可选择性。

因此，如何将FPGA用于数码相机中实现添加数字水印，增加使用者使用数码相机添加不同的数字水印添加的灵活性，成为当前数字水印数码相机的发展趋势。

【发明内容】

本发明提供一种数码相机的数字水印添加装置，增加使用者选择添加数字水印的灵活性。

为解决上述的技术问题，本发明提供一种基于FPGA实现的数字水印添加装置，包括：数字水印发生模块，包括密钥产生模块；数字水印嵌入模块，接收数字水印发生模块的数字水印；控制模块，控制密钥产生模块产生的密钥加密用于添加数字水印的水印源图像并生成数字水印；以及数字水印添加模块，包括切换模块和数字水印运算模块，所述的数字水印添加模块接收所述的数字水印和需要添加数字水印的原图像，切换模块切换至数字水印运算模块进行运算操作，进而将数字水印嵌入到原图像生成添加数字水印的数字水印图像。

本发明还提供一种基于上述的FPGA实现添加数字水印的数码相机，包括：光学系统，获取外部景物的光学影像信号；数字影像感应系统，将获取的外部的光学影像信号转换为数字影像信号；处理器，处理器控制所述的光学系统及数字影像感应系统并处理生成数字的图像；以及基于FPGA的数字水印添加装置，数字水印添加装置生成数字水印，切换至使用者选择的数字水印所对应的数字水印运算模块，将数字水印嵌入到需添加数字水印的原图像中生成数字水印图像。

本发明还进一步一种基于上述的FPGA实现数字水印添加的数码相机添加数字水印的方法，包括如下步骤：

(1)获取用于添加数字水印的水印源图像和需要添加数字水印的原图像；

(2)加密所述的水印源图像并生成数字水印；

(3)判断添加脆弱数字水印或鲁棒数字水印或不添加数字水印，若是添加脆弱数字水印，则进入下一步，若是添加鲁棒数字水印，则进入步骤(5)；

(4)切换至脆弱数字水印运算模块；

(5)切换至鲁棒数字水印运算模块；

(6)将所述的数字水印添加到原图像生成数字水印图像。

基于上述的数码相机添加数字水印的方法，所述的步骤(4)还包括：

(4.1)将所述的原图像进行分块化运算变换；

(4.2)将分块运算变换后的图像进行离散余弦变换；

(4.3)将离散余弦变换后的图像进行量化变换；

(4.4)将所述的数字水印添加到量化后的图像；

(4.5)将量化后的图像进行反量化变换；

(4.6)将反量化后的图像进行反离散余弦变换，生成添加数字水印的数字水印图像。

基于上述的数码相机添加数字水印的方法，其中，所述的步骤(5)包括

(5.1)将所述的原图像进行颜色空间运算变换；

(5.2)将颜色空间运算变换后的原图像与数字水印进行异或操作运算，生成添加数字水印的数字水印图像。