[发明专利]一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法

权利要求书

1.一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，所述方法包括数字图像水印嵌入过程及数字图像水印提取过程，所述数字图像水印嵌入过程首先确定待嵌入水印的原始图像，基于原始图像的Zernike矩，通过量化嵌入的方法进行水印嵌入，根据水印嵌入前后的Zernike矩重构图像，对重构图像的差值采用选择性区域截断的方式，叠加到原始图像上生成水印图像；所述数字图像水印提取过程配合数字图像水印嵌入过程，将数字图像水印嵌入过程生成的水印图像经打印扫描/拍摄后作为待测图像，基于Zernike矩变换，进行水印提取。

2.根据权利要求1所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，所述数字图像水印嵌入过程具体包括：

S1.确定原始图像的种类，根据原始图像的种类选择水印嵌入通道；

S2.确定原始图像Zernike矩的最大阶数N，计算单通道图像的n阶m重Zernike矩A_nm；

S3.筛选Zernike矩，将筛选后的Zernike矩组成可嵌入水印的矩集合P，固定A_nm，生成矩集合P中每个Zernike矩A_nm的重构图像；

S4.计算重构图像的区域指标，根据指标大小确定待嵌入水印信息的Zernike矩位置；

S5.对Zernike矩进行归一化，利用量化嵌入方法修改对应Zernike矩位置的Zernike矩幅值，嵌入水印，生成嵌入水印后的归一化Zernike矩幅值，并计算嵌入水印后的Zernike矩；

S6.根据嵌入水印前后的Zernike矩重构图像，计算两幅重构图像的差值并进行选择性区域截断，将优化后的差值图像叠加到原始图像上生成水印图像。

3.根据权利要求2所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，步骤S1所述确定原始图像的种类，根据原始图像的种类选择水印嵌入通道的过程包括：

确认原始图像是彩色图像还是灰度图像，若是彩色图像，则将原始图像变换到YCbCr色度空间，选择Y通道进行水印嵌入；若是灰度图像，则直接在原始图像上进行水印嵌入。

4.根据权利要求3所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，步骤S2所述n阶m重Zernike矩A_nm的计算公式为：

其中，x，y表示原始图像的像素坐标，n为非负整数，表示阶数；m为整数，表示重复度；n和m满足：0≤n≤N,n-|m|为偶数，n≥|m|；V_nm(x,y)表示Zernike多项式，是单位圆内一类完备的正交基，表示为：

其中，R_nm(ρ)为径向多项式，定义为：

5.根据权利要求4所述的抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，其特征在于，步骤S3所述筛选Zernike矩的过程包括：

根据Zernike矩的共轭性和对称性，去除重复的矩；

根据部分Zernike矩的正交性偏离问题，去除重复度为4的倍数的矩；

筛选后的Zernike矩组成可嵌入水印的矩集合P表示为：

P＝{A_nm,n≤N,m≥0,m≠4i}；

固定A_nm，生成矩集合P中每个Zernike矩A_nm的重构图像表示为其中，

x，y均表示图像的像素坐标；

步骤S4所述区域指标为每个重构图像内切圆区域与圆环区域的像素指标，计算的具体过程包括：

计算区域内像素值的均值平方与方差之和G_q：

其中，q表示不同的分析区域，E_q表示区域内像素值的均值，表示区域内像素值的方差；

计算矩集合P中所有Zernike矩在圆环区域的值的平均值保留的Zernike矩，构成集合P2；将集合P2中Zernike矩根据其在内切圆区域的值从小到大排序，选取对应最小的L个Zernike矩作为嵌入水印的位置，筛选后的L个Zernike矩组成Zernike矩向量L表示待嵌入水印信息的比特长度。