[发明专利]一种可抗屏幕拍摄的图像水印方法

权利要求书

1.一种可抗屏幕拍摄的图像水印方法，其特征在于，所述方法包括水印嵌入过程与水印提取过程，所述水印嵌入过程将水印嵌入宿主图像，水印提取过程基于所述水印嵌入过程，对已嵌入水印且经屏幕拍摄的宿主图像进行透视矫正后，进行水印提取操作，提取宿主图像已嵌入的水印信息；

所述水印嵌入过程至少包括：

S1.利用密钥生成伪随机序列和模板序列，结合水印比特信息生成待嵌入的二维水印矩阵；

S2.确定宿主图像，对宿主图像做二维离散傅立叶变换，将变换后的直流成分平移到离散傅立叶幅度谱的中心，在傅立叶系数幅度谱的上半平面中嵌入水印，并将嵌入区域内点的坐标映射到对数极坐标上；

S3.将对数极坐标作为二维水印矩阵的坐标，在具有相同对数极坐标的傅立叶系数中嵌入相同的水印比特信息；

S4.由于傅立叶 幅度谱具有中心对称性，将上半平面的对应系数复制到下半平面，然后对嵌入水印比特信息后的傅立叶系数进行逆傅立叶变换，得到含水印的图像；

所述水印提取过程至少包括：

SA.对经屏幕拍摄且已嵌入水印的宿主图像进行透视矫正，裁剪出目标图像区域作为待测图像；

步骤SA中所述对经屏幕拍摄且已嵌入水印的宿主图像进行透视矫正的过程为：

SA01.设经屏幕拍摄且已嵌入水印的宿主图像为I₀，将I₀转换为灰度图像，对灰度图像进行高斯滤波得到图像I₁；

SA02.采用Sobel算法检测图像I₁边缘，得到边缘点图像I₂；

SA03.对图像I₂进行形态学闭运算，得到图像I₃，从图像I₃中删除小于P的连通分量，生成二值图像I₄，P表示一个被删除连通分量的像素评价阈值；

SA04.设目标图像为I′，跟踪二值图像I₄中对象的外边界区域，将最大的连通区域作为目标图像I′的轮廓，计算包含图像I′轮廓的最小多边形凸包，得到多边形凸包的顶点集合points；

SA05.计算目标图像I′的边缘直线:按逆时针顺序遍历多边形凸包的顶点集合points，每两个点确定一条直线，角度相近的两条线段中选取长度最大的计算其参数表达式，得到一系列直线；当直线数量大于4时，删除与相邻两条直线夹角过大的直线；

SA06.计算目标图像I′的四个顶点：确认四条直线的交点，得到目标图像I′的顶点集合vecs；当顶点坐标超出宿主图像I₀的范围时，水印图像经屏幕拍摄的不完整，将宿主图像I₀范围外的内容进行补0填充；

SA07.设目标图像I′的最小边长为L_m，根据顶点集合vecs和L_m对宿主图像I₀进行透视矫正，将变换后的目标图像裁剪出来，得到图像I_new；

SB.对待测图像做二维离散傅立叶变换，将变换后的直流成分平移到离散傅立叶幅度谱中心，以离散傅立叶幅度谱中心作为直角坐标系的原点，在傅立叶系数幅度谱的上半平面中提取水印，将提取范围内幅度系数的直角坐标映射到对数极坐标上；

SC.计算一个二维傅立叶系数幅度矩阵：对经过映射后拥有相同对数极坐标的幅度系数求均值，将其作为二维傅立叶系数幅度矩阵的一个元素；

SD.根据相位相关原理，将原始模板与傅立叶系数幅度矩阵进行快速匹配计算，根据最大相关值的坐标位置，确定水印矩阵在二维傅立叶系数幅度矩阵中的位置，得到与嵌入水印同步的幅度矩阵；

SE.利用伪随机序列对幅度矩阵进行解扩频调制，提取到水印信息。