[发明专利]结合多尺度特征与中国余数定理的大容量数字水印方法

权利要求书

1.一种结合多尺度特征与中国余数定理的大容量数字水印方法，其特征是：该大容量数字水印方法包括水印嵌入和水印提取二个过程；

一、水印嵌入过程包括以下步骤：

(1)选取圆形的二值黑白图像作为水印图像；当需要嵌入的水印图像为其他形状时，选其外接圆图像作为水印图像，记水印信号为W；

(2)对原始图像，利用尺度不变特征变换算法提取多尺度特征点，并以特征点为中心，特征尺度的整数倍作为半径确定圆形区域；

(3)以尺度不变特征变换特征点检测过程中对应的高斯差函数值作为特征点稳定性的定量度量，结合步骤(2)中确定的区域半径，从图像中筛选出局部最稳定的特征点，并确定出其所对应的圆形区域；

(4)以高斯差函数值作为特征点稳定性强弱的定量度量，对步骤(3)中相互之间存在重叠的区域进行优化，确定互不重叠的圆形区域；

(5)对提取的每一个区域，进行一层非下采样轮廓波变换，并取低频子带内接圆内的系数作为水印嵌入所要修改的系数；

(6)将水印图像W进行缩放，缩放后的二值水印图像与非下采样轮廓波变换的低频子带大小相同；

(7)水印嵌入时利用中国余数定理，根据水印比特对与其具有相同坐标处的低频子带系数进行修改，对修改后的系数进行非下采样轮廓波重构，得到含水印的图像块；

(8)用含水印的图像块替换原始图像中的对应区域，得到整幅含水印的图像；

二、所述的水印提取过程包括如下步骤：

(1)对待检测图像，利用尺度不变特征变换算法提取多尺度特征点，并以特征点为中心，特征尺度的整数倍作为半径确定圆形区域，特征尺度的放大倍数与水印嵌入时相同；

(2)以尺度不变特征变换特征点检测过程中对应的高斯差函数值作为特征点稳定性的定量度量，结合步骤(1)中确定的区域半径，从图像中筛选出局部最稳定的特征点，并确定出其所对应的圆形区域；

(3)以步骤(2)中特征点的稳定性程度作为筛选依据，对步骤(2)中相互间存在重叠的区域进行优化，得到互不重叠的圆形区域；

(4)对每一个局部区域，进行一层非下采样轮廓波变换，并取低频子带内接圆内的系数作为水印提取所采用的系数；

(5)利用中国余数定理进行水印提取，并将提取的水印图像变换到与原始水印图像相同的大小；

(6)计算提取的水印图像与原始水印图像的篡改评价函数，作为水印的相似度度量；或者根据提取的水印图像对水印存在与否做出判断。

2.根据权利要求1所述的结合多尺度特征与中国余数定理的大容量数字水印方法，其特征是：所述的水印嵌入过程的步骤(3)中所述筛选出局部最稳定的特征点为初步确定水印嵌入的圆形区域，按如下步骤进行：设从原始图像中提取的特征点中特征尺度处于[4，8]之间的特征点集合为Ω₁＝{p₁，p₂，p₃，…，p_m}，m为特征点的个数，对Ω₁中的特征点p₁，以其坐标作为圆心，特征尺度的整数倍为半径生成一个圆形区域R₁，如果R₁中包含有其它特征点，则将p₁对应的高斯差函数值与R₁中其它特征点对应的高斯差函数值进行比较，若为局部极大值，则保留p₁，并从Ω₁中去掉存在于R₁中的其它特征点，对Ω₁中的所有特征点进行上述操作，最后便得到局部最稳定的特征点，记为Ω₂＝{q₁，q₂，q₃，…，q_n}，n为局部最稳定特征点个数。