[发明专利]一种用于图像检索和版权保护的数字水印嵌入和提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多媒体信息检索和信息安全技术，尤其是涉及一种用于图像检索和版权保护的数字水印嵌入和提取方法。

背景技术

随着多媒体技术、计算机技术和网络技术的迅速发展，各种类型的数字化多媒体信息正在源源不断地产生、传输并得到应用。数字图像作为一种内容丰富、表达直观的多媒体信息，其是多媒体信息库中最为重要也是应用最为普遍的一种数字媒体。目前，数字图像的数据正以爆炸式的速度在急剧增长。显然，面对着急剧增长而产生的海量数字图像数据，如何进行有效的组织和管理，并从中快速地检索出符合用户需求的图像信息，已成为当前亟需要解决的一个现实问题。

从海量数字图像数据中快速地检索出符合用户需求的图像信息，目前已发展了基于文本的和基于内容的两种数字图像检索技术。基于文本的数字图像检索技术是通过对数字图像进行文本标注即建立相应的关键词或描述字段，例如将数字图像的名称、编号、作者、内容描述、图像大小、图像来源、建立图像的时间、存储地点等关键性的信息采用自动标引或进行人工注释，建立起数字图像的关键词索引数据库，然后按全文数据库管理，采用全文数据库检索方法实现。因此，基于文本的数字图像检索技术实质上是一种基于文本关键词的匹配查找过程，即把数字图像检索过程转换为对与该数字图像对应的文本检索。基于内容的数字图像检索技术是指从图像库中查找含有特定目标的数字图像，它通过软件或相应工具对数字图像进行自动分析，提取数字图像的内容特征，如颜色、形状与纹理等，以及这些特征的组合，作为特征向量存入数字图像的特征索引数据库，这样在进行数字图像检索时，对一幅给定的检索图像进行图像分析提取特征向量，然后利用相似性匹配方法计算检索图像的特征向量与特征索引数据库中的各图像特征向量的相似度，根据相似度的大小返回检索结果。

然而，伴随着数字图像检索技术的进一步发展，新的问题也随之而来。首先，基于文本和基于内容的两种数字图像检索技术，在检索过程中都需要建立大容量的索引数据库。随着数字图像数据量的急剧增长，对于存贮空间来说是一个很大的挑战；其次，由于网络技术的不断完善与发展，系统间的互联变得非常容易，开放的互联网络虽然极大地方便了人们对于数字图像信息的获取、交换和共享，但相应地，数字图像的版权和内容完整性等方面的安全性问题也变得日益突出。例如，任何用户可以通过互联网络快速地检索得到他人的数字图像作品，如果在没有得到作者或版权所有者许可的情况下，对原始数字图像加以随意复制、修改和再传输，这样就会严重侵害到作者的著作权和版权所有者的利益。作为当前数字媒体信息安全领域的研究热点，数字水印技术已被广泛地用于数字图像的版权保护和内容完整性认证，它通过对原始数字图像的空域像素或变换域系数进行一定的修改，将包含作者或版权所有者具有版权保护和内容完整性认证的某种或几种特征信息例如签名、版权标志、序列号、日期或图标等作为水印信息嵌入到原始数字图像中，以此达到为原始数字图像作品提供必要的认证信息和版权保护的目的。数字水印要起到应有的作用，一般要求具备鲁棒性和不可觉察性两个基本要素。鲁棒性是指原始数字图像在经过常规信号处理或者外来攻击之后，嵌入的数字水印仍然具有较好的可检测性或者说仍能够反映出原始数字图像的版权等方面的信息。不可觉察性是指数字水印的嵌入不能影响到原始数字图像的视觉质量，从而不会影响原始数字图像的应用价值。

因此，在充分利用多媒体技术、计算机技术和网络技术的发展成果，享受海量的数字图像数据资源并从中快速检索出符合用户需求的图像信息的同时，如果又能有效地保护这些原始数字图像数据的完整性和作品的版权等方面问题，必将是多媒体信息检索和信息安全技术领域的共同发展方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水印鲁棒性好，能够有效提高数字图像检索过程中作品的安全性的数字水印嵌入方法，及一种能够有效提高数字图像检索的准确性，且能够有效解决存储空间问题的数字水印提取方法。