[发明专利]一种可抗屏幕拍摄的图像水印方法

说明书

本发明提出一种可抗屏幕拍摄的图像水印方法，解决了现有图像水印方法不利于水印有效提取的问题，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，保证了水印提取信息的有效性。

技术领域

本发明涉及图像认证的技术领域，更具体地，涉及一种可抗屏幕拍摄的图像水印方法。

背景技术

数字水印是一种将特定的信息嵌入信息载体中的技术，所嵌入的信息称为水印，被嵌入水印的信息载体称为水印载体。通过在数字图像、电子文档等作品中嵌入标识版权方的水印信息实现版权保护，当作品在公开环境中出现版权纠纷时，版权方可从盗版作品中提取水印信息作为鉴定盗版侵权的凭证，从而保护其自身利益。通常为了同步信息水印的提取检测，还嵌入一个用于同步的伪随机序列，称为模板水印。

尽管现阶段图像水印技术在数字化处理过程中可以获得很好的效果，但是在实际应用场景中，水印图像可能不是可直接获取的数字电子图像，而是利用智能手机来拍摄水印图像获取的照片，这主要是因为智能手机具有易于携带、拍照速度快、拍照角度灵活等优势。然而，由于手机拍摄的水印图像通常会有变形，导致直接对手机拍摄图片进行水印检测的难度较大。实际应用中，手机拍摄的角度与拍摄平面难以保证平行，所以成像过程中会引入透视投影变形，这阻碍了水印的检测和提取，甚至使水印检测提取失败，因此需要嵌入的数字水印要有对抗屏幕拍摄以及几何变换的稳健性。

2012年，A.Pramila,A.Keskinarkaus and T.等人在Signal ImageVideo Process中发表了“Toward an interactive poster using digital watermarkingand a mobile phone camera”的文章，文章中提出在纸质印刷品中嵌入水印，并利用手机拍摄提取水印信息的方法，嵌入算法中主要分为载体图像处理和秘密信息处理两个过程，其中，载体图像处理包括了维纳滤波、对图像和JND图像进行分块处理；秘密信息处理过程包括对信息进行汉明编码，将信息以4个比特长度进行拆分，4个比特表示一个角度，按照角度对原始伪随机图进行旋转，根据设计的水印嵌入公式将旋转后的伪随机图嵌入到图像块中，最终得到水印图像。在提取水印信息时，左上角的图像块作为同步块，对每个图像块计算自相关函数并检验自相关峰值的排列，估计角度提取水印信息。该文献提出的水印方法在打印拍摄场景下具有一定的可行性，但是对拍摄的距离有较大的限制，不利于水印的有效提取。2019年，H.Fang,W.Zhang,H.Zhou,H.Cui and N.Yu等人在IEEETrans.Inf.Forensics Security中发表“Screen-Shooting Resilient Watermarking”的文章，该文章中提出了一种抗屏摄水印算法，利用强度的尺度不变特征变换算法来定位特征区域，并在相关区域的离散余弦系数(DCT)中进行水印的嵌入和提取。该方法在应用的过程中给水印图像加上可见的特制边框，便于在屏幕拍摄时准确地定位到目标图像的位置信息，进行透视矫正，虽然具有较好的抗屏摄性能，但是该方法采用的加特制边框操作，在一定程度上影响了图像的美观而限制了算法的应用，并且边框容易遭受破坏，使得后续的水印提取失败。/

发明内容

为解决现有图像水印方法不利于水印有效提取的问题，本发明提出一种可抗屏幕拍摄的图像水印方法，可靠性高，保证水印提取信息的有效性。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种可抗屏幕拍摄的图像水印方法，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。