[发明专利]一种基于文本文档保护的数字水印算法

说明书

本发明公开了一种基于文本文档保护的数字水印算法，文本文档中的水印信息的实现是由水印嵌入和水印提取两部分组成；水印嵌入处理过程包括载体文本图像预处理、密文ID编码、伪随机周期序列水印图生成和融合载体图像；水印提取处理过程包括图像强化处理、提取伪随机序列水印纹理图和解码水印信息；本发明针对现有数字水印算法鲁棒性差的技术问题，采用本算法可以在文本文档中嵌入所需的ID信息，即使水印后的文本被复制、拍照、剪切和几何结构的破坏都可以检测出其中隐藏的水印信息。本发明可以广泛应用到涉密文档保护与追踪、文档版权保护、Web网页版权保护和一些商用产品的图像标示保护等。

技术领域

本发明涉及数字水印技术领域，尤其涉及一种基于文本文档保护的数字水印算法。

背景技术

互联网的大力发展要求我们必须用的新的方法来保护数字图像、视频与文档的知识版权，维护多媒体的数据安全。网络的流行导致大量的图像、视频和文档著作被盗用、冒用；数字水印技术正是为满足这样的需求而提出至今，尤其是文本文档的保护更加受到广大用户的关注和深入研究。

一个有效的水印算法至少应该满足不可觉察性和鲁棒性这两个特性。数字水印技术发展到今天，已经有许多不同的算法，然而大多数水印技术的基本原理都是首先把图像通过某种数学变换，将图像在变换域表示，通过更改图像的某些变换系数来隐藏信息，然后再利用相关系数来检测水印的存在。然而这些都是针对图像、视频或者音频等来做的一种水印嵌入算法，而对于文本文档来说以文本为载体的数字水印研究较少。这主要也是由于最原始的文档中不存在可插入标记的可辨认空间造成的。与其他载体相比，文本中的冗余信息空间很少，嵌入方式也有很大的不同。例如微调字符格式特征、在文中添加空格或者行间距和字间距编码等等诸如此类的方法。但这些方法添加的水印极易被察觉和破坏，使得隐密性和鲁棒性得不到很好的保证。所以本发明将根据涉密信息只可读的特征，将这些文档转换成可读的图片格式文档，再利用伪随机序列水印纹理图结合JND将水印信息嵌入图片格式文档中，并且保证了视觉最小察觉性和几何破坏的鲁棒性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种在文本文档中嵌入伪随机水印纹理图的数字水印算法。该算法将涉密文档转换成图片格式的文本文档，然后利用JND将水印纹理图与载入图结合生成最小视觉差的水印信息载入图，即使后期水印后的文档被复制、拍照或几何破坏后，都可以检测出嵌入其中的隐藏水印信息，达到很好的鲁棒性。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开了一种基于文本文档保护的数字水印算法，所述文本文档中的水印信息的实现是由水印嵌入和水印提取两部分组成；

水印嵌入处理过程包括载体文本图像预处理、密文ID编码、伪随机周期序列水印图生成和融合载体图像；水印提取处理过程包括图像强化处理、提取伪随机序列水印纹理图和解码水印信息；

其中，载体文本图像预处理包括载体文本图像颜色空间转换、载体文本图像维纳滤波和载体文本图像分块操作。

进一步的，载体文本图像颜色空间转换操作是将载体文本图像的RGB图像转换到YUV颜色空间，提取Y空间的二维载体文本图像作为后续的载入信息的载体文本图像，具体转换公式为：

进一步的，为了提高后期噪声中的水印信息和打乱图像原本存在的周期性，本方案对载体文本图像进行维纳滤波处理，载体文本图像维纳滤波操作的操作公式为：其中，I_wiener(x,y)是经过维纳滤波的载体文本图像，其中x,y表示像素点位置，r是和载体文本图像大小相同的随机序列图像并且该随机序列图像的像素值为1或0。

进一步的，载体文本图像分块操作是将大小为M×N的Y空间载体文本图像进行划分为大小为m*n互不相交的子块，此时载体文本图像被划分为p*q个子块，具体公式为：

进一步的，密文ID编码是利用汉明码和格雷码将所述密文ID转换成计算机可读的二进制文件。