[发明专利]图像差值量化水印嵌入方法、提取方法、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种图像差值量化水印嵌入方法和提取方法、设备及计算机可读存储介质，本发明方法利用DCT变换域中某些系数之间差值的稳定性，设计了一个差值量化方案，能够有效克服量化方法难以抵抗缩放攻击的缺陷；理论推导出量化阈值与峰值信噪比之间的关系，利用所述关系式，可根据不同的载体图像自适应地调节量化阈值，使每幅图像在嵌入水印前后都能获得指定的峰值信噪比，这不仅最大化了水印方法的鲁棒性还能同时保证每幅图像中水印的不可见性。本发明执行高效，不仅能够克服量化方法难以抵抗缩放攻击的缺陷，对各种常见的攻击也能够表现出很好的鲁棒性，并且还能使所有嵌入图像中的水印都获得良好的不可见性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像差值量化水印嵌入方法、提取方法、设备及存储介质。

背景技术

随着互联网多媒体技术的发展，人们可以方便地利用数字设备制作、处理和存储文本、图像、语音和视频等媒体信息，并且使得信息的发布与传输都实现了“数字化”和“网络化”。数字多媒体技术相比模拟技术带来了数不胜数的优势，但也导致了数字信息传输的安全问题以及数字产品的版权保护问题。数字版权保护技术是我国信息化建设的重要内容，《国家“十一五”文化发展规划纲要》中，把“数字版权保护技术”作为重大文化技术专项列入科技创新的重点。数字图像水印技术作为一种保护数字图像版权的有效手段，已被广泛地应用于对数字图像版权保护的任务中，也成为近几年来学术界的一个前沿研究领域。

图像水印是一个标识图像版权信息的标记，可以是二值序列、二值图像、灰度图像甚至彩色图像等等。图像水印技术将水印信息不可察觉且永久地嵌入到图像中，当图像发生版权纠纷时，可以提取出其中的水印来声明图像的所有权。图像在嵌入水印后，不能影响图像本身的质量和使用，这就要求水印必须具备不可见性。嵌入水印的图像在传播过程中，可能会经历很多有意或无意的攻击，比如叠加噪声、JPEG压缩、尺寸变化、旋转、剪切等等，因此，还要求水印必须对所有这些可能的攻击保持鲁棒性。不可见性和鲁棒性是数字水印最重要的两大属性，然而，它们之间是相互制约的：增加水印的容量或强度可以增加水印的鲁棒性，但会影响水印的不可见性，反之亦然。一个好的水印技术一方面要尽可能地提高水印的鲁棒性，同时还要使其具有良好的不可见性。

数字图像水印技术主要分为两类：空间域水印技术和变换域水印技术。空间域水印技术直接修改原始图像的像素来嵌入水印，该技术实现简单，执行快速，具有较低的时间复杂度，但难以有效地抵抗图像处理攻击及几何攻击；而变换域水印技术首先执行域变换，再通过修改变换域中某些位置的系数来嵌入水印，虽然域变换会带来额外的时间开销，并且实现起来更加复杂，但变换域水印技术相比空间域水印技术会具有更好的不可见性和鲁棒性，因此更适合于实际应用。常用的域变换方法有离散余弦变换(Discrete CosineTransformation，DCT)、离散小波变换(Discrete Wavelet Transformation，DWT)和离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transformation，DFT)等，在这些变换中，DCT具有优异的能量压缩的优势，在DCT域中嵌入水印能够获得较好的不可见性。水印的嵌入位置依赖于嵌入域的选择，通常通过挖掘嵌入域系数矩阵某些稳定的特性来确定嵌入位置，使得将水印嵌入到这些位置能够具有一定的同步性。