專利名稱：一種數(shù)字水印的嵌入、定位篡改方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字水印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字水印的嵌入、定位篡改 方法及裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著數(shù)字化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，著作權(quán)人的權(quán)益保護(hù) 面臨嚴(yán)重威脅。由于著作權(quán)人的勞動(dòng)成果-數(shù)字圖像可以以數(shù)字形式獲得， 并且可以制作出完美拷貝，因此，著作權(quán)人的權(quán)益很容易收到損害。數(shù)字水 印:汰術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字水印技術(shù)是將代表著作權(quán)人身份的特定信息(即數(shù)字水印)，按照某 種方式植入被保護(hù)的數(shù)字圖像中，而不影響被保護(hù)的數(shù)字圖像的使用價(jià)值， 也不容易被人的知覺(jué)系統(tǒng)覺(jué)察或者注意到。根據(jù)數(shù)字水印，可以達(dá)到確認(rèn)著 作權(quán)人、購(gòu)買(mǎi)者或者判斷數(shù)字圖像是否被篡改，以維護(hù)著作權(quán)人權(quán)益等目的。 為了下文便于描述，將嵌入數(shù)字圖像之前生成的數(shù)字水印稱為原始數(shù)字水印， 將已經(jīng)嵌入數(shù)字圖像并隨之進(jìn)行傳播的數(shù)字水印稱為第 一數(shù)字水印，將沒(méi)有 嵌入數(shù)字水印的數(shù)字圖像稱為原始數(shù)字圖像，將嵌入了數(shù)字水印的數(shù)字圖像 稱為第一數(shù)字圖像?，F(xiàn)有數(shù)字水印技術(shù)包括將原始數(shù)字水印嵌入原始數(shù)字圖像，以及當(dāng)維護(hù)著作人權(quán)益時(shí)，需要對(duì)第一數(shù)字水印進(jìn)行定位篡改。定位篡改具體為將第一數(shù)字水印從第 一數(shù)字圖像中提取出來(lái)，通過(guò)對(duì)比原始數(shù)字水印以及第 一數(shù) 字水印，可以得知原始數(shù)字圖像被篡改的位置。發(fā)明人在研究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)字水印技術(shù)存在如下缺點(diǎn)定位篡改 時(shí)，需要將從第 一數(shù)字圖像中提取出的第 一數(shù)字水印與原始數(shù)字水印進(jìn)行對(duì) 比。由于定位篡改時(shí)需要原始數(shù)字水印，所以，需要將原始數(shù)字水印與第一 數(shù)字圖像同時(shí)進(jìn)行傳播，而原始數(shù)字水印在傳播過(guò)程中，同第一數(shù)字圖像一 樣極易受到惡意攻擊。若定位篡改時(shí)將從第 一數(shù)字圖像中提取出的第 一數(shù)字 水印與受到惡意攻擊的原始數(shù)字水印進(jìn)行對(duì)比，顯然得到的結(jié)果是不準(zhǔn)確的。7除此之外，現(xiàn)有數(shù)字水印技術(shù)在嵌入數(shù)字水印時(shí)不能很好地解決數(shù)字水印自身應(yīng)具有的魯棒性與透明性的矛盾。數(shù)字水印的魯棒性是指一個(gè)數(shù)字水印應(yīng)該能夠承受大量的、有意或無(wú)意的、各種物理和幾何失真。數(shù)字水印的透明性是指視覺(jué)上的不可見(jiàn)性，即因嵌入數(shù)字水印導(dǎo)致數(shù)字圖像的變化對(duì)觀察者的視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)講應(yīng)該是不可察覺(jué)的。通常情況下，數(shù)據(jù)量越大，數(shù)字水印的魯棒性越好，但是透明性越差。因此，數(shù)字水印所應(yīng)具備的魯棒性與透明性之間的矛盾不能很好的解決。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種數(shù)字水印的嵌入、定位篡改方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)定位篡改時(shí)，需要將從第一數(shù)字圖像中提取出的第一數(shù)字水印與原始數(shù)字水印進(jìn)行對(duì)比的問(wèn)題。
一種數(shù)字水印的嵌入方法，所述方法包括
計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)，并提取原始數(shù)字圖像的水平線，對(duì)所述水平線進(jìn)行置亂生成數(shù)字水印嵌入序列；
根據(jù)所述數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)以及數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌入，并生成第一數(shù)字圖像，所述第 一數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像。
優(yōu)選地，所述提取原始數(shù)字圖像的水平線的具體實(shí)現(xiàn)為
根據(jù)原始數(shù)字圖像確定閾值；
根據(jù)所述閾值以及原始數(shù)字圖像像素點(diǎn)的像素值構(gòu)造矩陣；
由所述矩陣生成表示原始數(shù)字圖像水平線的矩陣，所述表示原始數(shù)字圖像水平線的矩陣對(duì)應(yīng)的數(shù)字圖像為原始數(shù)字圖像的水平線。
優(yōu)選地，所述計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)的具體實(shí)現(xiàn)為
計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度；
為
根據(jù)所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度以及所述數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌入?？蛇x地，所述計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)還包括 計(jì)算數(shù)字水印的臨界噪聲閾值JND;根據(jù)所述數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)以及數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌入的具體實(shí)現(xiàn)為根據(jù)所述數(shù)字水印的JND、所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度以及所述數(shù)字水印嵌 入序列進(jìn)行嵌入。優(yōu)選地，計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度的具體實(shí)現(xiàn)為將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；對(duì)每塊進(jìn)行1級(jí)離散小波變換DWT變換，得到高頻水平分量以及高頻垂直分量；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值、所述高頻水平分量以及高頻垂直分量計(jì)算數(shù)字水 印嵌入強(qiáng)度。優(yōu)選地，所述計(jì)算數(shù)字圖像的JND的具體實(shí)現(xiàn)為 將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；根據(jù)對(duì)比靈敏度的上限值、每塊的亮度平均值、預(yù)先設(shè)定的灰度范圍值 計(jì)算每塊的亮度值對(duì)噪聲的掩蓋因子；利用每塊的每種灰度值在該塊中所占的比例計(jì)算每塊的熵值；根據(jù)所述掩蓋因子以及熵值計(jì)算每塊的可允許噪聲閾值；根據(jù)所述可允許噪聲閾值以及規(guī)一化范圍的端點(diǎn)值計(jì)算JND。一種數(shù)字水印定位篡改的方法，所述方法包括從第一數(shù)字圖像中通過(guò)置亂技術(shù)提取第 一數(shù)字水印，并且從所述第一數(shù) 字圖像中提取所述第 一數(shù)字圖像的水平線，所述第 一數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字 水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像，所述第 一數(shù)字水印為所述第 一數(shù)字圖像中嵌入的 數(shù)字水?。粚?duì)比提取出的所述第 一數(shù)字水印以及所述第 一數(shù)字圖像的水平線；根據(jù)第 一數(shù)字水印以及所述第 一數(shù)字圖像的水平線的對(duì)比進(jìn)行定位篡改。
優(yōu)選地，從第 一數(shù)字圖像中提取第 一數(shù)字圖像的水平線的具體實(shí)現(xiàn)為根據(jù)第 一數(shù)字圖像確定閾值；
根據(jù)所述閾值以及第 一數(shù)字圖像像素點(diǎn)的像素值構(gòu)造矩陣；
由所述矩陣生成表示第 一數(shù)字圖像水平線的矩陣，所述表示第 一數(shù)字圖像水平線的矩陣對(duì)應(yīng)的第 一數(shù)字圖像為第 一數(shù)字圖像的水平線。
優(yōu)選地，從第 一數(shù)字圖像中通過(guò)置亂技術(shù)提取第 一數(shù)字水印的具體實(shí)現(xiàn)
為
將所述第 一數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；
對(duì)每塊進(jìn)行1級(jí)DWT變換得到高頻水平分量以及高頻垂直分量；
根據(jù)原始數(shù)字水印與高頻水平分量以及高頻垂直分量與的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到第一數(shù)字水印嵌入序列；
將所述第一數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行Arnold置亂反變換得到所述第一數(shù)字水印。
一種提取數(shù)字圖像水平線的方法，所述方法包括根據(jù)數(shù)字圖像確定閾值；
根據(jù)所述閾值以及數(shù)字圖像像素點(diǎn)的像素值構(gòu)造矩陣；
由所述矩陣生成表示數(shù)字圖像水平線的矩陣，所述表示數(shù)字圖像水平線的矩陣對(duì)應(yīng)的數(shù)字圖像為數(shù)字圖像的水平線。
優(yōu)選地，所述由所述矩陣生成表示數(shù)字圖像水平線的矩陣的具體實(shí)現(xiàn)為
如果矩陣中表示像素點(diǎn)的值的上、下、左、右四鄰域的值全為O,則將所述表示像素點(diǎn)的值記為1,如果所述表示像素點(diǎn)的值的上、下、左、右四鄰域的值的全為1，或者，部分為1且部分為0，則所述表示像素點(diǎn)的值不變，得到的即為表示數(shù)字圖像水平線的矩陣。
10一種數(shù)字水印嵌入的裝置，所述裝置包括 計(jì)算單元，用于計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)；數(shù)字水印嵌入序列生成單元，用于提取原始數(shù)字圖像的水平線，對(duì)所述 水平線進(jìn)行置亂生成數(shù)字水印嵌入序列；嵌入單元，用于根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算的參數(shù)以及所述數(shù)字水印嵌入序 列生成單元生成的數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌入，并生成第一數(shù)字圖像，第一 數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像。優(yōu)選地，所述計(jì)算單元包括數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元，用于計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度；嵌入單元用于根據(jù)所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元計(jì)算的數(shù)字水印嵌入 強(qiáng)度以及所述數(shù)字水印嵌入序列生成單元生成的數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌入?？蛇x地，所述計(jì)算單元還包括數(shù)字水印JND計(jì)算單元，用于計(jì)算數(shù)字水印的JND;所述嵌入單元用于根據(jù)所述數(shù)字水印JND計(jì)算單元計(jì)算的JND、所述數(shù) 字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元計(jì)算的數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度以及所述數(shù)字水印嵌入序優(yōu)選地，所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元包括 第一分塊單元，用于將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；第一變換單元，用于對(duì)每塊進(jìn)行1級(jí)DWT變換，得到高頻水平分量以及 高頻垂直分量；數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度單元，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值、所述變換單元得到 的高頻水平分量以及高頻垂直分量計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度。優(yōu)選地，所述數(shù)字水印JND計(jì)算單元包括第二分塊單元，用于將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；掩蓋因子單元，用于根據(jù)對(duì)比靈敏度的上限值、每塊的亮度平均值、預(yù) 先設(shè)定的灰度范圍值計(jì)算每塊的亮度值對(duì)噪聲的掩蓋因子；熵值單元，用于利用每塊的每種灰度值在該塊中所占的比例計(jì)算每塊的熵值；可允許噪聲閾值單元，用于利用所述掩蓋因子單元計(jì)算的掩蓋因子以及所述熵值單元計(jì)算的熵值計(jì)算每塊的可允許噪聲閾值；JND單元，用于根據(jù)所述可允許噪聲閾值單元計(jì)算的可允許噪聲閾值以 及規(guī)一化范圍的端點(diǎn)值計(jì)算JND。一種數(shù)字水印定位篡改的裝置，所述裝置包括提取單元，用于從第一數(shù)字圖像中通過(guò)置亂技術(shù)提取第一數(shù)字水印，并 且從所述第 一數(shù)字圖像中提取所述第 一數(shù)字圖像的水平線，所述第 一數(shù)字圖 像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像，第 一數(shù)字水印為所述第 一數(shù)字圖 像中嵌入的數(shù)字水印；對(duì)比單元，用于對(duì)比所述提取單元提取出的所述第一數(shù)字水印以及所述 第一數(shù)字圖像的水平線；定位篡改單元，用于根據(jù)所述對(duì)比單元的對(duì)比進(jìn)行定位篡改?？梢钥闯觯景l(fā)明具有如下有益效果在定位篡改時(shí)，由于將第一數(shù)字 水印與第一數(shù)字圖像的水平線進(jìn)行對(duì)比，因此不用借助原始數(shù)字水印，避免了原始數(shù)字水印在傳播過(guò)程中受到惡意攻擊，導(dǎo)致定位篡改的結(jié)果的不準(zhǔn)確。 具體為對(duì)于第一數(shù)字圖像的水平線，即使對(duì)第一數(shù)字圖像進(jìn)行了惡意攻擊， 第 一數(shù)字圖像的水平線與原始數(shù)字圖像的水平線相比，只有篡改部分發(fā)生了 變化，由于數(shù)字圖像的水平線所選取的閾值非常穩(wěn)定，未篡改部分仍然非常 相近，因此，可以將第一數(shù)字圖像的水平線作為定位篡改的依據(jù)。對(duì)于第一 數(shù)字水印，在對(duì)第一數(shù)字圖像進(jìn)行定位篡改時(shí)，從第一數(shù)字圖像中提取出第 一數(shù)字水印以及第一數(shù)字圖像的水平線，由于在提取第一數(shù)字水印時(shí)Arnold 置亂技術(shù)的應(yīng)用，它通過(guò)把遭到損壞的原先集中在一起的比特分散開(kāi)來(lái)，減 小了對(duì)人視覺(jué)的影響，從而提取的第 一數(shù)字水印跟原來(lái)嵌入時(shí)的原始數(shù)字水印很相近。由于原始數(shù)字水印是原始數(shù)字圖像的水平線，則第一數(shù)字水印與 原始數(shù)字圖像的水平線很相近。因此，對(duì)比第一數(shù)字水印與第一數(shù)字圖像的 水平線時(shí)，只有第一數(shù)字圖像的水平線被篡改的部分變化較大，即可實(shí)現(xiàn)定 位篡改。此外，本發(fā)明實(shí)施例在數(shù)字水印嵌入時(shí)，考慮了JND這一因素，有效解決了數(shù)字水印魯棒性與透明性之間的矛盾。


圖1為本發(fā)明數(shù)字水印嵌入方法流程圖； 圖2為本發(fā)明數(shù)字水印嵌入方法實(shí)施例流程圖； 圖3為本發(fā)明原始數(shù)字圖像、水平集、水平線示意圖； 圖4為本發(fā)明數(shù)字水印定位篡改方法流程圖； 圖5為本發(fā)明數(shù)字水印嵌入裝置結(jié)構(gòu)圖； 圖6為本發(fā)明數(shù)字水印定位篡改裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述特征、優(yōu)點(diǎn)更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖1,示出了本發(fā)明數(shù)字水印嵌入方法流程圖，包括步驟101:計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)，并提取原始數(shù)字圖像的水平線，對(duì)所 述水平線進(jìn)行置亂生成數(shù)字水印嵌入序列；并生成第 一數(shù)字圖像，所述第 一數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字 圖像。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)圖1所示各步進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明數(shù)字水印嵌入實(shí)施例可以分為四個(gè)部分，分別是求出數(shù)字水印嵌 入序列、計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度值、計(jì)算臨界噪聲閾值JND (Just Noticable Difference )以及才艮據(jù)數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度值和JND進(jìn)行嵌入。在包含上述本發(fā)明實(shí)施例四個(gè)部分的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例可以包含以
下步驟，請(qǐng)參考圖2所示
步驟201:提取原始數(shù)字圖像的水平線并將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；
步驟202:將提出的水平線進(jìn)行置亂生成數(shù)字水印嵌入序列，并對(duì)每塊計(jì) 算JND以及數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度；
步驟203:利用數(shù)字水印嵌入序列、JND、數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度進(jìn)行嵌入；
步驟204:對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行1級(jí)離散小波變換DWT反變換得到第一數(shù)字圖像。
下面對(duì)圖2所示步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。假設(shè)原始數(shù)字圖像為m x m的矩陣。 首先，求出數(shù)字水印嵌入序列。本發(fā)明實(shí)施例利用數(shù)字圖像的自身特性-水 平線生成數(shù)字水印嵌入序列。在說(shuō)明在前，首先引入水平集的概念，定義圖 像在閾值為/1的水平集為數(shù)字圖像中所有大于等于義的像素值組成的集合。
其中，A (D)稱為閣值面積函數(shù)，為圖像中具有像素值D的所有輪廓所 包圍的面積。
義的選取位于直方圖兩峰之間的最低點(diǎn)。由于直方圖是閾值面積函數(shù)的導(dǎo) 數(shù)，所以，兩峰之間的最低點(diǎn)變化最緩慢，即義的變化最緩慢。進(jìn)而，選取義 作為水平集的閾值，將使得水平集的變化最緩慢。
水平線是水平集構(gòu)成的圖像的邊緣，由于水平集的變化最緩慢，所以水 平線對(duì)原始數(shù)字圖像來(lái)說(shuō)變化最緩慢，或者幾乎不發(fā)生變化。
請(qǐng)參考圖3,為原始數(shù)字圖像301、原始數(shù)字圖像的水平集構(gòu)成的圖像302、 原始數(shù)字圖像的水平線303的示意圖。在圖3中，原始數(shù)字圖像的水平集是 由大于義的像素值組成的集合構(gòu)成的圖像，原始數(shù)字圖像的水平線是原始數(shù)字 圖像的水平集構(gòu)成的圖像的邊緣。
以上對(duì)原始數(shù)字圖像的水平線進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，在了解原始數(shù)字圖像水 平線概念的基礎(chǔ)上，下面對(duì)如何求出原始數(shù)字圖像的水平線進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明， 可以包括以下步驟
其中，義由直方圖求出。定義直方圖為H(")首先需要指出的是在本實(shí)施例中，由于計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度值以及
計(jì)算JND需要將原始數(shù)字圖像進(jìn)行4x4分塊，所以，求出原始數(shù)字圖像水平 線之前需要將原始數(shù)字圖像的長(zhǎng)與寬各縮小為原來(lái)的四分之一。另外，根據(jù) 對(duì)原始數(shù)字圖像不同的分塊，在求原始數(shù)字圖像水平線時(shí)對(duì)原始數(shù)字圖像縮 小的比例不局限于此。
步驟Al 、從原始數(shù)字圖傳 泉素值D的直方圖中確定閾值義；
步驟A2、將原始數(shù)字圖像中像素值大于等于義的像素點(diǎn)標(biāo)記為1，將原 始數(shù)字圖像中像素值小于義的像素點(diǎn)標(biāo)記為0，得到數(shù)值為0或1的mxm矩 P車(chē)，i己為levelset;
步驟A2僅為較佳實(shí)施例，其實(shí)施并不局限于此種方法。
步驟A3、將得到的levelset進(jìn)行矩陣擴(kuò)展，擴(kuò)展成(m + 2 ) x (m + 2 ) 的矩陣，記為levelsef ,并將擴(kuò)展的數(shù)值全部賦予值0,便于后續(xù)處理；
步驟A4、將得到的levelset'進(jìn)行四鄰域反填充，得到水平線，具體為 布支設(shè)levelse1/的行為i,列為j ，對(duì)于levelset' 中位于2《i《m+l、 2《j《m + 1的像素點(diǎn)，如果其上、下、左、右四鄰域的值全為0,則將像素點(diǎn)的值記 為1,如果其上、下、左、右四鄰域的值全為1,則該像素點(diǎn)的值不變，如果 其上、下、左、右四鄰域的值不全為l或者不全為O,則該像素點(diǎn)的值仍然不 變。這樣得到的m x m的矩陣即為原始數(shù)字圖像的水平線。
步驟A4為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，根據(jù)步驟A2不同的標(biāo)記方法，步驟 A4的實(shí)施不局限于此。
為了便于理解步驟A4，請(qǐng)參考圖3,在圖3的原始數(shù)字圖像的水平集構(gòu) 成的圖像302中，黑色部分的像素值為O,白色部分的像素值為l,即原始數(shù) 字圖像的水平集為白色，其余部分為黑色。假設(shè)黑色部分某個(gè)像素點(diǎn)，如果 其上、下、左、右的四個(gè)像素點(diǎn)的值均為0,則將該像素點(diǎn)的值置為1,以及， 如果其上、下、左、右四鄰域的值全為l，則該像素點(diǎn)的值不變，對(duì)應(yīng)于圖3 中原始數(shù)字圖像的水平線303的白色部分。如果其上、下、左、右四鄰域的 值不全為1或者不全為0,則該像素點(diǎn)的值不變，對(duì)應(yīng)于圖3中原始數(shù)字圖像 的水平線303中的圖像輪廓，即原始數(shù)字圖像水平線。步驟A5、將得到的原始數(shù)字圖像的水平線進(jìn)行Arnold置亂，得到數(shù)字水 印嵌入序列。本發(fā)明實(shí)施例中，數(shù)字水印嵌入序列由0和1組成，即w (i, j) 為0或者1。本步驟中，置亂技術(shù)不局限于此，例如，還可以使用幻方置亂技 術(shù)。
下面計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度值。
步驟B1 、將原始數(shù)字圖像進(jìn)行4x4分塊；
步驟Bl進(jìn)行的4x4分塊僅為較佳實(shí)施例，分塊的處理不局限于4 x 4方 式，例如可以是2x2,或者6x6。
步驟B2、將得到的每個(gè)塊進(jìn)行1級(jí)DWT變換，得到每個(gè)塊的兩個(gè)分量， 即高頻水平分量HL、高頻垂直分量LH;
步驟B3、利用公式(1 )計(jì)算每個(gè)塊HL、 LH分量的數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度
值；
其中，A是預(yù)先設(shè)定的閾值，為了防止公式(1)的分母為O,":表示原 始數(shù)字圖像的第(u, v)塊進(jìn)行l(wèi)級(jí)DWT變換后的^分量，^e"7/,/ffi,ffi^， x、 y表示每個(gè)分量矩陣的下標(biāo)值，xe{0，l}je{0，l}。
至此，計(jì)算出了數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度值，數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度值表示可嵌入 數(shù)據(jù)量的強(qiáng)度因子。下面對(duì)計(jì)算JND進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
JND充分利用了人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的屏蔽特性，對(duì)人眼的某些視覺(jué)現(xiàn)象進(jìn)行 了觀察分析，并結(jié)合了視覺(jué)心理等因素?？梢园ㄒ韵虏襟E
步驟C1、與B1相同，將原始數(shù)字圖像進(jìn)行4x4分塊；
步驟C2、利用公式(2)計(jì)算每塊的亮度值(即每塊灰度值的和的平均 值)對(duì)噪聲的掩蓋因子w(/z，v)』1
0.02,
■ + O.Olj if ow(m， v):
0.02)[— ，，)-/2〗2
(255-
if < av< ， v)《J2. .+ 0.02， if 肌'e(ii,v)〉i2
(2)
公式(2)中，A表示對(duì)比靈敏度的最大值，ave(u,v)表示原始數(shù)字圖像第 (u, v)塊的亮度平均值，/,， /2分別為預(yù)先設(shè)定的灰度范圍值。
步驟C3、利用公式(3)計(jì)算每個(gè)塊的熵值，其中/^是4x4小塊中每種 灰度像素值在此塊中所占百分比。
16
,,力=-2 &/^ (3) 步驟C4、根據(jù)步驟C2與C3,計(jì)算每個(gè)塊的可允許噪聲閾值r (u， v ),
即
J' (U, V) =wO,。XH(u，v) (4)
步驟C5、對(duì)J' (u, v)進(jìn)行規(guī)一化處理，利用公式(5)求出每個(gè)塊的
JND,其中，規(guī)一化范圍是(c， d)，且c、 d大于0，
〃 、
-[■/' (w, v) _ min(7')] + c
(5)
max(y') -min(y')
以上對(duì)求數(shù)字水印嵌入序列，計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度值，計(jì)算JND進(jìn) 行了詳細(xì)說(shuō)明，下面詳細(xì)說(shuō)明利用數(shù)字水印嵌入序列、數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度值 以及JND進(jìn)行嵌入。
本發(fā)明實(shí)施例利用公式(6)進(jìn)行嵌入
if a (/, j') = 1 ,and dif < J(u,v) ,where dif:sum(Z^)-sum(Z^)
(x,力=(;c,力+《t (x,力 A^(x,力A^(x，力一《(x,力
2
,v)-刷
2
G/("，力-
2
、( /("一刷
(6)
if a (/,力=0,and dif < J(u,v) ,where dif=sum( )-sum( )
根據(jù)公式(6),可以得出如下關(guān)系對(duì)于dif= s謂(X)J-s臓(D^),有
17<formula>formula see original document page 18</formula>
由公式(5 )計(jì)算得出的J ( u, v)恒大于0,所以dif = x謹(jǐn)(^)肌)-s訓(xùn)CD^) 恒大于0。
戶斤以，當(dāng)《 (i， j) =1時(shí)，《^(￡)見(jiàn))>^/ (￡)^); 乂十于dif =幼m(^)^)-^w(X)肌)，同才羊有dif = J ( u, v )，所以，當(dāng)《 (i, j) = 0時(shí)，) < —/)w)。
嵌入之后，對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行1級(jí)DWT變換即可得到第一數(shù)字圖像。
至此，對(duì)本發(fā)明數(shù)字水印嵌入方法實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。
將原始數(shù)字7JC印嵌入原始數(shù)字圖像后，即可得到第 一數(shù)字圖像，當(dāng)需要
對(duì)第一數(shù)字圖像進(jìn)行定位篡改時(shí)，請(qǐng)參考圖4所示，包括以下步驟
步驟401:從第一數(shù)字圖像中通過(guò)置亂技術(shù)提取第一數(shù)字水印，并且從所 述第 一數(shù)字圖像中提取所述第 一數(shù)字圖像的水平線，所述第一數(shù)字圖像為嵌 入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像，所述第 一數(shù)字水印為所述第一數(shù)字圖像 中嵌入的數(shù)字水印；
步驟402:對(duì)比提取出的所述第 一數(shù)字水印以及所述第 一數(shù)字圖像的水平
線；
步驟403:根據(jù)第一數(shù)字水印以及所述第一數(shù)字圖像的水平線的對(duì)比進(jìn)行 定位篡改。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖4所示定位篡改的步驟可以分為兩個(gè) 部分， 一個(gè)部分是提取部分，即從第一數(shù)字圖像中提取出第一數(shù)字水印以及 第一數(shù)字圖像的水平線，另一個(gè)部分是定位篡改部分，即比較所述第一數(shù)字 水印以及所述第一數(shù)字圖像的水平線，得到差值圖像，根據(jù)所述差值圖像進(jìn)行定位篡改。下面分別進(jìn)行說(shuō)明。
對(duì)于提取部分，分為提取第 一數(shù)字水印以及提取第 一數(shù)字圖像的水平線。 提取第一數(shù)字圖像的水平線與本發(fā)明數(shù)字水印嵌入實(shí)施例部分的步驟Al至
A5相同，不同之處僅在于步驟Al至A5提取原始數(shù)字圖像的水平線，而此 處是提取第一數(shù)字圖像的水平線，在此不再贅述。
提取第 一數(shù)字水印可以包括以下步驟 步驟D1:將第一數(shù)字圖像進(jìn)行4x4分塊；
需要指出的是，在步驟D1進(jìn)行的分塊需要與第一數(shù)字圖像中的第一數(shù)字 水印嵌入時(shí)進(jìn)行的分塊相同，在本發(fā)明數(shù)字水印嵌入實(shí)施例中進(jìn)行了 4x4分 塊，在提取時(shí)，根據(jù)第一數(shù)字圖像可以解析出曾經(jīng)嵌入原始數(shù)字水印時(shí)進(jìn)行 了4x4分塊，所以，在提取時(shí)，也要進(jìn)行4x4分塊。另外，步驟D1進(jìn)行的 4x4分塊僅為較佳實(shí)施例，根據(jù)嵌入時(shí)進(jìn)行的不同分塊，提取時(shí)分塊的處理 不局限于4x4方式，例如可以是2x2,或者6x6。
步驟D2:對(duì)第一數(shù)字圖像的每塊進(jìn)行1級(jí)DWT變換，得到HL以及LH
分量；
步驟D3:判斷s臓(與幼附(Dw)的大小關(guān)系，若s臓(D見(jiàn))> s應(yīng)(ZXh)' 則第一數(shù)字水印嵌入序列的數(shù)字水印值為1,否則，數(shù)字水印值為0;
步驟D4:根據(jù)步驟503得到的0、 1序列得到第一數(shù)字水印嵌入序列；
步驟D5:將數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行Arnold置亂反變換得到第一數(shù)字水印。
步驟D5中，通過(guò)置亂技術(shù)得到第一數(shù)字水印的方法不局限于此，例如， 還可以通過(guò)幻方置亂技術(shù)得到第 一數(shù)字水印。但是所應(yīng)用的置亂技術(shù)應(yīng)與步 驟A5中應(yīng)用的置亂技術(shù)相同，例如，在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟A5應(yīng)用了 Arnold置亂技術(shù)，所以，在步驟D5中，也相應(yīng)地應(yīng)用了 Arnold置亂技術(shù)。
從第 一數(shù)字圖像中提取出第 一數(shù)字水印以及第 一數(shù)字圖像的水平線后， 將第 一數(shù)字水印與第 一數(shù)字圖像的水平線進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比的方法可以包括 將得到第一數(shù)字水印與第一數(shù)字圖像進(jìn)行異或，或者，將得到的第一數(shù)字水印與第一數(shù)字圖像的相應(yīng)點(diǎn)的值相減，并取差值的絕對(duì)值，可以得到一個(gè)差 值圖像，對(duì)差值圖像進(jìn)行分析即實(shí)現(xiàn)了對(duì)第 一數(shù)字圖像的定位篡改。
可以看出，由于產(chǎn)生水平線所選取的閾值非常穩(wěn)定，即使對(duì)第一數(shù)字圖 像進(jìn)行了惡意攻擊，第 一數(shù)字圖像的水平線與原始數(shù)字圖像的水平線相比， 未篡改部分仍然非常相近，因此，可以將第一數(shù)字圖像的水平線作為定位篡 改的依據(jù)。在對(duì)第一數(shù)字圖像進(jìn)行定位篡改時(shí)，從第一數(shù)字圖像中提取出第
一數(shù)字水印以及第一數(shù)字圖像的水平線，由于在提取第一數(shù)字水印時(shí)Arnold 置亂技術(shù)的應(yīng)用，它通過(guò)把遭到損壞的原先集中在一起的比特分散開(kāi)來(lái)，減 小了對(duì)人視覺(jué)的影響，從而提取的第一數(shù)字水印跟原來(lái)嵌入時(shí)的原始數(shù)字水 印很相近。由于篡改部分形成的水平線只在第 一數(shù)字圖像的水平線中出現(xiàn)， 此時(shí)將第 一數(shù)字水印以及第 一數(shù)字圖像的水平線進(jìn)行對(duì)比，即可實(shí)現(xiàn)定位篡 改。
從而，不用借助原始數(shù)字水印，避免了原始數(shù)字水印在傳播過(guò)程中受到 惡意攻擊，導(dǎo)致定位篡改的結(jié)果的不準(zhǔn)確。
此外，本發(fā)明實(shí)施例在數(shù)字水印嵌入時(shí)，考慮了JND這一因素，有效解 決了數(shù)字水印魯棒性與透明性之間的矛盾。
請(qǐng)參考圖5，示出了本發(fā)明的數(shù)字水印嵌入的裝置結(jié)構(gòu)圖，包括
計(jì)算單元501,用于計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)；
數(shù)字水印嵌入序列生成單元502,用于提取原始數(shù)字圖像的水平線，對(duì)所 述水平線進(jìn)行置亂生成數(shù)字水印嵌入序列；
嵌入單元503,用于根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算的參數(shù)以及所述數(shù)字水印嵌入
一數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像。
基于圖5所示的裝置，在本發(fā)明嵌入裝置實(shí)施例中，所述計(jì)算單元可以 包括
數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元501-1,用于計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度； 所述計(jì)算單元還可以包括
20數(shù)字水印JND計(jì)算單元501-2，用于計(jì)算數(shù)字水印的JND;
所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元可以包括
第一分塊單元501-1-1,用于將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；
第一變換單元501-1-2,用于對(duì)每塊進(jìn)行1級(jí)DWT變換，得到高頻水平 分量以及高頻垂直分量；
數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度單元501-1-3,用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值、所述變換單 元得到的高頻水平分量以及高頻垂直分量計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度。 所述數(shù)字水印JND計(jì)算單元可以包括 第二分塊單元501-2-1，用于將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；
掩蓋因子單元501-2-2,用于根據(jù)對(duì)比靈敏度的上限值、每塊的亮度平均 值、預(yù)先設(shè)定的灰度范圍值計(jì)算每塊的亮度值對(duì)噪聲的掩蓋因子；
熵值單元501-2-3，用于利用每塊的每種灰度值在該塊中所占的比例計(jì)算 每塊的熵值；
可允許噪聲閾值單元501-2-4,用于利用所述掩蓋因子單元計(jì)算的掩蓋因 子以及所述熵值單元計(jì)算的熵值計(jì)算每塊的可允許噪聲閾值；
JND單元501-2-5，用于根據(jù)所述可允許噪聲閾值單元計(jì)算的可允許噪聲 閾值以及規(guī)一化范圍的端點(diǎn)值計(jì)算JND。
下面結(jié)合方法實(shí)施例對(duì)圖5各單元所執(zhí)行的步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
第一分塊單元將原始數(shù)字圖像進(jìn)行4x4分塊，第一變換單元將每塊進(jìn)行 1級(jí)DWT變換，得到HL以及LH,數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度單元利用方法實(shí)施例 的公式(1 )計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度。
由于第一分塊單元進(jìn)行了 4x4分塊，第二分塊單元同樣將原始數(shù)字圖像 進(jìn)行4x4分塊，掩蓋因子單元利用方法實(shí)施例公式(2)計(jì)算出每塊的亮度 值對(duì)噪聲的掩蓋因子，熵值單元利用方法實(shí)施例公式(3 )計(jì)算出每塊的熵值， 可允許噪聲闊值單元利用方法實(shí)施例公式(4)計(jì)算出可允許噪聲閾值，JND 單元利用方法實(shí)施例公式(5)計(jì)算每塊的JND。嵌入單元利用方法實(shí)施例公式(6 )進(jìn)行嵌入，對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行1級(jí)反DWT 變換得到第一數(shù)字圖像。
以上對(duì)本發(fā)明嵌入裝置實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，下面對(duì)定位篡改裝置進(jìn) 行說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖6，在本發(fā)明定位篡改裝置中，包括
提取單元601,用于從第一數(shù)字圖像中通過(guò)置亂技術(shù)提取第一數(shù)字水印， 并且從所述第一數(shù)字圖像中提取所述第一數(shù)字圖像的水平線，所述第一數(shù)字 圖像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像，第一數(shù)字水印為所述第一數(shù)字 圖像中嵌入的數(shù)字水印；
對(duì)比單元602，用于對(duì)比所述提取單元4是取出的所述第一數(shù)字水印以及所 述第一數(shù)字圖像的水平線；
定位篡改單元603,用于根據(jù)所述對(duì)比單元的對(duì)比進(jìn)行定位篡改。
在定位篡改裝置實(shí)施例中，提取單元對(duì)于提取第一數(shù)字水印執(zhí)行的步驟 與定位篡改方法實(shí)施例圖5所示的步驟相同，具體請(qǐng)參考圖5,在此不再贅述。
以上對(duì)本發(fā)明裝置實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，可以看出，定位篡改時(shí)，提 取單元從第 一數(shù)字圖像中提取第 一數(shù)字水印以及第 一數(shù)字圖像的水平線，由 于數(shù)字圖像的水平線非常穩(wěn)定，而且，原始數(shù)字水印在嵌入時(shí)也是根據(jù)原始 數(shù)字圖像的水平線進(jìn)行嵌入的，所以，在原始數(shù)字水印嵌入原始數(shù)字圖像， 稱為第一數(shù)字水印后，將第一數(shù)字水印與第一數(shù)字圖像的水平線相比較，即 可實(shí)現(xiàn)定位篡改。從而，不用借助原始數(shù)字水印，避免了原始數(shù)字水印在傳 播過(guò)程中受到惡意攻擊，導(dǎo)致定位篡改的結(jié)果的不準(zhǔn)確。
此外，本發(fā)明實(shí)施例在數(shù)字水印嵌入時(shí)，考慮了JND這一因素，有效解 決了數(shù)字水印魯棒性與透明性之間的矛盾。
本發(fā)明可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠?jì)算系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如個(gè)人 計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器 系統(tǒng)、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計(jì)算環(huán)境等等。
本發(fā)明可以在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的 一般上下文中描
22述，例如程序模塊。 一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象 數(shù)據(jù)類(lèi)型的例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計(jì) 算環(huán)境中實(shí)踐本發(fā)明，在這些分布式計(jì)算環(huán)境中，由通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)而被連 接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來(lái)執(zhí)行任務(wù)。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可以位于 包括存儲(chǔ)設(shè)備在內(nèi)的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中。
最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù) 語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另 一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定 要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而 且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含， 從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素， 而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、 物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句"包括一 個(gè)......"限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者
設(shè)備中還存在另外的相同要素。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種數(shù)字水印的嵌入、定位篡改方法及裝置進(jìn)
闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想； 同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本 發(fā)明的限制。
2權(quán)利要求
1、一種數(shù)字水印的嵌入方法，其特征在于，所述方法包括計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)，并提取原始數(shù)字圖像的水平線，對(duì)所述水平線進(jìn)行置亂生成數(shù)字水印嵌入序列；根據(jù)所述數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)以及數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌入，并生成第一數(shù)字圖像，所述第一數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取原始數(shù)字圖像的 水平線的具體實(shí)現(xiàn)為才艮據(jù)原始數(shù)字圖像確定閾值；根據(jù)所述閾值以及原始數(shù)字圖像像素點(diǎn)的像素值構(gòu)造矩陣；由所述矩陣生成表示原始數(shù)字圖像水平線的矩陣，所述表示原始數(shù)字圖 像水平線的矩陣對(duì)應(yīng)的數(shù)字圖像為原始數(shù)字圖像的水平線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)為計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度；為根據(jù)所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度以及所述數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌入。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?數(shù)還包括計(jì)算數(shù)字水印的臨界噪聲閾值JND;為根據(jù)所述數(shù)字水印的JND、所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度以及所述數(shù)字水印嵌 入序列進(jìn)行嵌入。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度的具體實(shí)現(xiàn)為將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；對(duì)每塊進(jìn)行1級(jí)離散小波變換DWT變換，得到高頻水平分量以及高頻垂 直分量；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值、所述高頻水平分量以及高頻垂直分量計(jì)算數(shù)字水 印嵌入強(qiáng)度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算數(shù)字圖像的JND 的具體實(shí)現(xiàn)為將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；根據(jù)對(duì)比靈敏度的上限值、每塊的亮度平均值、預(yù)先設(shè)定的灰度范圍值 計(jì)算每塊的亮度值對(duì)噪聲的掩蓋因子；利用每塊的每種灰度值在該塊中所占的比例計(jì)算每塊的熵值；根據(jù)所述掩蓋因子以及熵值計(jì)算每塊的可允許噪聲閾值；根據(jù)所述可允許噪聲閾值以及規(guī)一化范圍的端點(diǎn)值計(jì)算JND。
7、 一種數(shù)字水印定位篡改的方法，其特征在于，所述方法包括從第 一數(shù)字圖像中通過(guò)置亂技術(shù)提取第 一數(shù)字水印，并且從所述第 一數(shù) 字圖像中提取所述第 一數(shù)字圖像的水平線，所述第 一數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字 水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像，所述第一數(shù)字水印為所述第一數(shù)字圖像中嵌入的 數(shù)字水??；對(duì)比提取出的所述第 一數(shù)字水印以及所述第 一數(shù)字圖像的水平線； 根據(jù)第 一數(shù)字水印以及所述第 一數(shù)字圖像的水平線的對(duì)比進(jìn)行定位篡改。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，從第一數(shù)字圖像中提取第 一數(shù)字圖像的水平線的具體實(shí)現(xiàn)為根據(jù)第 一數(shù)字圖像確定閣值；根據(jù)所述閾值以及第 一數(shù)字圖像像素點(diǎn)的像素值構(gòu)造矩陣；由所述矩陣生成表示第 一數(shù)字圖像水平線的矩陣，所述表示第 一數(shù)字圖 像水平線的矩陣對(duì)應(yīng)的第 一數(shù)字圖像為第 一數(shù)字圖像的水平線。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，從第一數(shù)字圖像中通過(guò)置 亂技術(shù)提取第 一數(shù)字水印的具體實(shí)現(xiàn)為將所述第 一數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；對(duì)每塊進(jìn)行1級(jí)DWT變換得到高頻水平分量以及高頻垂直分量；根據(jù)原始數(shù)字水印與高頻水平分量以及高頻垂直分量與的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到 第一數(shù)字水印嵌入序列；將所述第一數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行Arnold置亂反變換得到所述第一數(shù)字 水印。
10、 一種提取數(shù)字圖像水平線的方法，其特征在于，所述方法包括 根據(jù)數(shù)字圖像確定閾值；根據(jù)所述閾值以及數(shù)字圖像像素點(diǎn)的像素值構(gòu)造矩陣；由所述矩陣生成表示數(shù)字圖像水平線的矩陣，所述表示數(shù)字圖像水平線 的矩陣對(duì)應(yīng)的數(shù)字圖像為數(shù)字圖像的水平線。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，所述由所述矩陣生成表 示數(shù)字圖像水平線的矩陣的具體實(shí)現(xiàn)為如果矩陣中表示像素點(diǎn)的值的上、下、左、右四鄰域的值全為0,則將所 述表示像素點(diǎn)的值記為1,如果所述表示像素點(diǎn)的值的上、下、左、右四鄰域 的值的全為l,或者，部分為l且部分為O,則所述表示像素點(diǎn)的值不變，得 到的即為表示數(shù)字圖像水平線的矩陣。
12、 一種數(shù)字水印嵌入的裝置，其特征在于，所述裝置包括 計(jì)算單元，用于計(jì)算數(shù)字水印嵌入?yún)?shù)；數(shù)字水印嵌入序列生成單元，用于提取原始數(shù)字圖像的水平線，對(duì)所述水平線進(jìn)行置亂生成數(shù)字水印嵌入序列；嵌入單元，用于根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算的參數(shù)以及所述數(shù)字水印嵌入序 列生成單元生成的數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌入，并生成第一數(shù)字圖像，第一 數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像。
13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元，用于計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度；嵌入單元用于根據(jù)所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元計(jì)算的數(shù)字水印嵌入 強(qiáng)度以及所述數(shù)字水印嵌入序列生成單元生成的數(shù)字水印嵌入序列進(jìn)行嵌
14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元還包括數(shù)字水印JND計(jì)算單元，用于計(jì)算數(shù)字水印的JND;所述嵌入單元用于根據(jù)所述數(shù)字水印JND計(jì)算單元計(jì)算的JND、所述數(shù) 字水印嵌入強(qiáng)度計(jì)算單元計(jì)算的數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度以及所述數(shù)字水印嵌入序
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度 計(jì)算單元包括第一分塊單元，用于將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；第一變換單元，用于對(duì)每塊進(jìn)行1級(jí)DWT變換，得到高頻水平分量以及 高頻垂直分量；數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度單元，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值、所述變換單元得到 的高頻水平分量以及高頻垂直分量計(jì)算數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)字水印JND計(jì)算 單元包括第二分塊單元，用于將原始數(shù)字圖像進(jìn)行分塊；掩蓋因子單元，用于根據(jù)對(duì)比靈敏度的上限值、每塊的亮度平均值、預(yù)先設(shè)定的灰度范圍值計(jì)算每塊的亮度值對(duì)噪聲的掩蓋因子；熵值單元，用于利用每塊的每種灰度值在該塊中所占的比例計(jì)算每塊的熵值；可允許噪聲閾值單元，用于利用所述掩蓋因子單元計(jì)算的掩蓋因子以及 所述熵值單元計(jì)算的熵值計(jì)算每塊的可允許噪聲闊值；JND單元，用于根據(jù)所述可允許噪聲閾值單元計(jì)算的可允許噪聲閾值以 及規(guī)一化范圍的端點(diǎn)值計(jì)算JND。
17、 一種數(shù)字水印定位篡改的裝置，其特征在于，所述裝置包括提取單元，用于從第一數(shù)字圖像中通過(guò)置亂技術(shù)提取第一數(shù)字水印，并 且從所述第 一數(shù)字圖像中提取所述第 一數(shù)字圖像的水平線，所述第 一數(shù)字圖 像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像，第 一數(shù)字水印為所述第 一數(shù)字圖 像中嵌入的數(shù)字水??；對(duì)比單元，用于對(duì)比所述提取單元提取出的所述第一數(shù)字水印以及所述 第一數(shù)字圖像的水平線；定位篡改單元，用于根據(jù)所述對(duì)比單元的對(duì)比進(jìn)行定位篡改。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字水印的嵌入、定位篡改方法及裝置。本發(fā)明提供的定位篡改的方法包括從第一數(shù)字圖像中通過(guò)置亂技術(shù)提取第一數(shù)字水印，并且從所述第一數(shù)字圖像中提取所述第一數(shù)字圖像的水平線，所述第一數(shù)字圖像為嵌入了數(shù)字水印進(jìn)行傳播的數(shù)字圖像，所述第一數(shù)字水印為所述第一數(shù)字圖像中嵌入的數(shù)字水??；對(duì)比提取出的所述第一數(shù)字水印以及所述第一數(shù)字圖像的水平線；根據(jù)第一數(shù)字水印以及所述第一數(shù)字圖像的水平線的對(duì)比進(jìn)行定位篡改。通過(guò)本發(fā)明，在定位篡改時(shí)不用借助原始數(shù)字水印，避免了原始數(shù)字水印在傳播過(guò)程中受到惡意攻擊，導(dǎo)致定位篡改的結(jié)果的不準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G06T1/00GK101661605SQ20081014728
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者張明勛, 頡 江, 鄭小林, 陳德人 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)