[发明专利]抵抗打印和重拍的盲数字图像水印方法

说明书

本发明提供了一种抵抗打印和重拍的盲数字图像水印方法。该方法包括：设计中心对称图形的水印图案；将水印图案嵌入到载体图像中的Lab颜色空间中，得到水印图像；使用彩色打印机对水印图像进行打印，得到打印图像；使用相机对打印图像进行拍摄，得到拍摄图像，将拍摄图像转换到Lab颜色空间并进行逆几何变换得到水印估计图像，从水印估计图像中定位和裁剪出和水印图案大小相同的图像块，计算图像块与水印图案之间的归一化相关系数值，根据归一化相关系数值判断拍摄图像中是否包含水印图案。本发明的方法通过在Lab颜色空间两个彩色通道同时嵌入水印，开创性提出了利用周期图像自卷积进行逆几何变换的水印同步方法，能从打印重拍的图像中提取水印。

技术领域

本发明涉及数字图像水印技术领域，尤其涉及一种抵抗打印和重拍的盲数字图像水印方法。

背景技术

互联网技术的迅速普及为音频、图像和视频等数字媒体的传播提供了巨大的便利，数字媒体的获取变得几乎没有成本。与此同时，数字媒体非法获得、盗用和篡改也愈演愈烈，不仅给媒体作品的作者和传播媒体带来了困扰，甚至有时会影响到国家的信誉和安全。数字水印技术应运而生，在数字媒体的认证和版权保护方面发挥了巨大作用。

数字图像水印技术指的是将少量的水印信息嵌入到数字图像中，同时原始图像不产生明显的变化。该技术充分利用了图像这一有视觉冗余的载体，将水印与图像紧密结合使之成为图像不可分割的一部分。其中的水印信息往往是人眼不可察觉的，但是可以通过特定的计算提取出来。图像水印技术可以有多种不同的分类方法。根据是否抵抗攻击，可以将图像水印分为鲁棒水印和脆弱水印。鲁棒水印技术可以抵抗一定的图像处理操作，比如旋转、缩放、平移等仿射变换，压缩、噪声、滤波、重采样、对比度调节、裁剪等一般的图像处理操作。因此，鲁棒水印有非常大的研究空间，应用价值也更高。脆弱水印中的水印信息会由于经过了图像处理而丢失，因此，常用于图像内容的完整性认证方面。根据水印提取过程是否需要原始图像载体作为参考，可以将图像水印分为盲水印和非盲水印方案。非盲水印方案需要借助原始载体图像才能正确提取水印信息，而盲水印方案在水印提取的过程中不需要知道原始载体图像，在实际应用中，提取水印时往往不能够获得原始载体，因而，盲水印方案更加实用。

打印扫描或者打印重拍也是图像重建和分发的重要途径。然而当互联网中的图像经过了打印扫描或打印重拍这种重获取过程，其从视觉上就可以看到图像有明显的失真，在信号层次上失真更为严重，传统方案中的图像水印经过这一过程往往会丢失，而导致无法正确提取水印信息，在这种情况下如何利用水印方案进行图像的版权保护是数字水印技术领域的一大难点，打印扫描和打印重拍的水印方案也成为了近年来的研究热点。该技术不仅能用于版权保护，还可以用于超市中的产品推广、线下线上的产品交互等。如果宣传海报中有水印，对产品有兴趣的顾客可以通过扫描读取海报中的水印获得更多产品和购买信息。读者可以扫描读取书中的水印图片以获得书的电子版，然后从线下阅读转移到在线阅读。一些其他授权操作也可以通过水印图像来实现。

抵抗打印和重拍的数字图像水印要求水印在经过打印拍摄过程后仍然能够被检测到。由于常常不能够得到打印图像的电子原版，水印提取过程只能利用打印图像本身，因而抗打印重拍的水印要求必须应用盲水印方案。

目前，现有技术中还没有一种有效的抵抗打印和重拍的盲数字图像水印方案。

发明内容

本发明的实施例提供了一种抵抗打印和重拍的盲数字图像水印方法，以实现有效地从打印重拍的图像中提取水印。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种抵抗打印和重拍的盲数字图像水印方法，包括：

设计中心对称图形的水印图案；

将所述水印图案嵌入到所述载体图像中的Lab颜色空间中，得到水印图像；

使用彩色打印机对所述水印图像进行打印，得到打印图像；