[发明专利]基于参数估计的抗RSC攻击鲁棒水印同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及水印检测，特别是涉及一种基于参数估计的抗RSC攻击鲁棒水印同步方法。

背景技术

数字水印作为一种版权保护手段，必然会受到各种各样的攻击。因此，鲁棒性是数字水印的一项基本要求。现有的大多数水印方法都能抵抗一般的信号处理如有损压缩，添加噪声，滤波等操作，但是这些方法不能抵抗微小的几何攻击。抗几何攻击的数字水印研究已成为国际上最具挑战和难度的热门研究课题。

目前抗几何攻击的水印方法，主要有：

●基于不变域的方法

基于不变域的典型方法是Ruanaidh提出的傅立叶-梅陇(Fourier-Mellin)不变域，该方法首先计算图像的DFT变换，然后对DFT的幅值进行LPM(Log-PolarMap)映射，将笛卡儿坐标系变成对数-极坐标系，之后对对数-极坐标上的系数作DFT变换，只取DFT的幅值，此时得到的空间具有RST不变性，水印嵌入该空间可以抵抗RST，含水印图像由两次逆DFT变换和一次逆LPM得到。事实上，该方法仅仅是理论上的，傅立叶-梅陇方法在DFT域中进行LPM映射，要求进行大范围的插值，插值效率很低，使得该方法的执行具有一定的难度。此外，由于该方法要求进行两次DFT变换，涉及计算量很大，水印嵌入在第二次DFT的幅值上，因此水印所嵌入的频带可能不是原始图像中的中频区域，这意味着该不变域不能满足鲁棒性和不可见性的要求，图像视觉质量下降很大。Solachidis提出将一个二值水印嵌入到DFT变换域中以零频率为中心的圆环中，该方法对于平移和缩放鲁棒性较好，但对于角度超过3°的旋转攻击无效。

●基于模板(Template)匹配的方法

这类方法的主要特征是在变换域中嵌入一个模板作为校准因子，由于DFT在几何变换方面具有较好的性质，因此该类方法的模板都嵌入到DFT系数中，不同的方法体现在组成模板的点数、强度和嵌入位置的不同。模板的强度由傅立叶幅度频谱的局部统计值自适应决定。水印检测时，利用小的检测窗检测傅立叶幅度频谱的所有极大值，通过模板点和检测到的极值点的匹配来确定含水印图像遭受的几何变换。基于模板的水印方法几乎都涉及在一定的空间内搜索模板点的计算，搜索空间变大，模板可靠性变高，但计算量也随之增大，且参数估计精度在很大程度上取决于模板点的匹配，如果模板点数目减少，估计的参数误差增大。此外，不可忽略的一点是嵌入模板水印在一定程度上减少水印的嵌入容量或降低含水印图像的视觉质量。该类方法的一个致命缺点就是当模板被攻击者移除后，水印的检测过程就无法进行。

●基于自参考的水印方法

基于自参考的水印方法无需添加模板，它通过多次重复嵌入水印，运用水印本身的自相关特性来达到同步。该类方法的主要缺点是易受图像有损压缩的影响，以及易受删除攻击，例如，使用滤波的方法滤除自相关函数中的峰值。

综合目前抗几何攻击的水印方法，可以看出绝大部分水印方法集中于DFT域，DFT域与图像压缩标准JPEG和JPEG2000不兼容，限制了其应用。而图像压缩标准JPEG和JPEG2000的核心技术DCT域和DWT域却不具备RST变换的不变性，水印方法的抗几何攻击能力很差，因此研究不依赖于水印嵌入域的水印同步方法极为重要。

张力提出了利用Tchebichef矩估计含水印图像所经历的几何变换参数的方法，对含水印图像进行逆变换后再检测水印，该方法虽然不依赖于水印嵌入域，但只能抵抗旋转、缩放和平移的单项攻击，不能抵抗组合攻击以及剪切攻击。邓峰森提出了一种基于图像特征点的抗几何失真数字图像水印，使用Harris算子提取图像特征点，将这些特征点构建成Delaunay三角网，将水印重复嵌入到三角网中的每一个三角形中，在水印检测时，只要有一个三角形检测到水印，就能证明水印存在。该方法使用Harris算子来检测图像特征点，特征点容易丢失，此外，虽然该方法能抵抗RSC攻击，但由于每个三角形所嵌入的水印内容相同，所嵌入的水印容量有限，只能嵌入无意义的伪随机序列。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于参数估计的抗RSC攻击鲁棒水印同步方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：基于参数估计的抗RSC攻击鲁棒水印同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)读入原始图像，通过Harris仿射不变特征点检测器提取对旋转、缩放等攻击具有鲁棒性的原始图像特征点，构成狄洛尼Delaunay三角形，记录并保存原始图像特征点和狄洛尼Delaunay三角形的结构信息；