圖像水印的嵌入方法和提取方法以及相關(guān)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種圖像水印的嵌入方法、圖像水印的提取方法、數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)方法及數(shù)字媒體版權(quán)追蹤方法。其中，圖像水印的嵌入方法包括根據(jù)需要將水印轉(zhuǎn)換成水印二值序列；對(duì)所述水印二值序列進(jìn)行基于密鑰的擴(kuò)頻操作，確定擴(kuò)頻水印向量；對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分塊；基于所述自適應(yīng)分塊，對(duì)所述待嵌入水印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第一變換系數(shù)矩陣；基于所述第一變換系數(shù)矩陣，構(gòu)建特征向量，并將所述擴(kuò)頻水印向量嵌入所述特征向量；將嵌入擴(kuò)頻水印向量的特征向量進(jìn)行系數(shù)復(fù)位以及系數(shù)矩陣的反離散余弦變換等處理，確定嵌入水印的圖像。本發(fā)明實(shí)施例提高了水印不可見性、魯棒性和安全性，削弱了水印被識(shí)別并被惡意擦除的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】
圖像水印的嵌入方法和提取方法以及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圖像水印的嵌入方 法、圖像水印的提取方法、數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)方法及數(shù)字媒體版權(quán)追蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)或各種終端設(shè)備上 存在大量的數(shù)字媒體內(nèi)容資源(例如：文本、圖像、音視頻等），用戶可以很容易地對(duì)這些數(shù) 字媒體內(nèi)容進(jìn)行復(fù)制、修改、傳播和使用，因此，對(duì)數(shù)字媒體內(nèi)容的版權(quán)保護(hù)越來(lái)越引起學(xué) 術(shù)界和商業(yè)界的普遍關(guān)注。在解決這一問(wèn)題的過(guò)程中，對(duì)數(shù)字媒體內(nèi)容添加水印是一種被 廣泛采用的技術(shù)手段。數(shù)字水印技術(shù)是通過(guò)將代表其版權(quán)信息的標(biāo)識(shí)符嵌入到數(shù)字媒體內(nèi) 容中，使其跟隨數(shù)字媒體內(nèi)容一起傳播和使用，但在媒體內(nèi)容被修改的過(guò)程中標(biāo)識(shí)符能夠 在其中保持其完整性，必要的時(shí)候可以通過(guò)標(biāo)識(shí)符的提取和比對(duì)來(lái)進(jìn)行數(shù)字媒體內(nèi)容版權(quán) 的追蹤和認(rèn)證，從而為數(shù)字媒體內(nèi)容的版權(quán)保護(hù)與侵權(quán)追蹤提供一種強(qiáng)有力的技術(shù)思路和 方案。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，數(shù)字水印技術(shù)已經(jīng)取得了一定的研究成果，但在技術(shù)上和應(yīng)用上 仍存在一些不足。
[0003] 數(shù)字圖像水印算法按照水印嵌入的位置可以分為空間域算法和變換域算法。空間 域算法的主要特點(diǎn)在于通過(guò)直接修改圖像的像素域系數(shù)或通過(guò)調(diào)整圖像像素值的統(tǒng)計(jì)量 來(lái)實(shí)現(xiàn)水印嵌入，這類算法原理簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)較快，但抵抗圖像處理攻擊的能力較差，并且基 本不具有抵抗幾何攻擊的能力；變換域算法是通過(guò)將圖像像素域系數(shù)變換到某種頻率域 (主要包括離散傅里葉變換域、離散余弦變換域、離散小波變換域以及奇異值分解等），然后 按照某種特定的規(guī)則修改頻率域系數(shù)，從而達(dá)到嵌入水印的目的，其中部分算法還根據(jù)人 類視覺系統(tǒng)的特性，在水印嵌入過(guò)程中增加視覺掩蔽模型的調(diào)制，使水印不可見性進(jìn)一步 提高；同時(shí)還有基于擴(kuò)頻通信的水印算法和基于臟紙網(wǎng)格編碼的水印算法等；以上諸多種 類的算法均能夠不同程度地提高水印抵抗圖像處理攻擊的能力，但針對(duì)旋轉(zhuǎn)、縮放、翻轉(zhuǎn)等 幾何攻擊，上述算法基本沒有抵抗能力。
[0004] 隨著數(shù)字圖像水印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展，目前圖像水印算 法的研究重點(diǎn)主要集中在提高算法對(duì)幾何攻擊的抵抗能力方面，已經(jīng)提出的算法大致分為 四類:一是基于幾何不變域的算法，這類算法抵抗幾何攻擊的能力較強(qiáng)，但在幾何變換與反 變換過(guò)程中會(huì)引入大量的插值運(yùn)算和數(shù)據(jù)截?cái)嗟炔僮?，?duì)圖像的視覺質(zhì)量有較大影響，這 也是妨礙這類算法進(jìn)一步發(fā)展的最主要原因；二是基于圖像規(guī)范化的算法，這類算法也能 夠在一定程度上抵抗旋轉(zhuǎn)、縮放、翻轉(zhuǎn)等幾何攻擊，但理論和實(shí)驗(yàn)表明，該算法只針對(duì)正方 形圖像的規(guī)范化效果較好，對(duì)長(zhǎng)方形圖像的規(guī)范化很難保證攻擊前后的一致性，這就使得 這類算法的應(yīng)用范圍受到了很大限制，同時(shí)，大量插值運(yùn)算的引入也會(huì)使這類算法對(duì)圖像 的視覺質(zhì)量有較大影響;三是基于模板嵌入與匹配的算法，這類算法由于模板的使用大大 提高了算法抵抗幾何攻擊的能力，但一個(gè)顯著問(wèn)題在于嵌入的模板點(diǎn)很容易被分析出來(lái) 并被惡意擦除，從而失去同步機(jī)制，這也是這類算法不能被直接應(yīng)用于實(shí)際數(shù)字版權(quán)保護(hù) 系統(tǒng)中的最主要原因；四是基于圖像特征點(diǎn)和特征區(qū)域的算法，這類算法能夠比較好地抵 抗旋轉(zhuǎn)、縮放等攻擊，但由于該類算法的特殊性，絕大多數(shù)算法都屬于空間域算法，抵抗圖 像處理攻擊的能力較弱，另一方面，該類算法的性能對(duì)特征點(diǎn)提取的準(zhǔn)確性依賴較大，也使 得這類算法的抗攻擊性受到較大限制。
[0005] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供至少部分地解決上述問(wèn)題的一種圖像水印 的嵌入方法。此外，還提供一種圖像水印的提取方法、數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)方法及數(shù)字媒體版 權(quán)追蹤方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了以下技術(shù)方案：
[0008] -種圖像水印的嵌入方法，該方法可以包括：
[0009] 根據(jù)需要將水印轉(zhuǎn)換成水印二值序列；
[0010] 對(duì)所述水印二值序列進(jìn)行基于密鑰的擴(kuò)頻操作，確定擴(kuò)頻水印向量；
[0011]對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分塊；
[0012] 基于所述自適應(yīng)分塊，對(duì)所述待嵌入水印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第 一變換系數(shù)矩陣；
[0013] 基于所述第一變換系數(shù)矩陣，構(gòu)建特征向量，并將所述擴(kuò)頻水印向量嵌入所述特 征向量；
[0014] 將嵌入擴(kuò)頻水印向量的特征向量進(jìn)行系數(shù)復(fù)位以及系數(shù)矩陣的反離散余弦變換 處理，以確定嵌入水印的圖像。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種圖像水印的提取方 法，該方法可以包括：
[0016] 根據(jù)需要提取出的水印二值序列的長(zhǎng)度生成隨機(jī)碼本；
[0017] 對(duì)所述隨機(jī)碼本進(jìn)行向量正交化；
[0018] 對(duì)待提取水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分塊；
[0019] 基于所述自適應(yīng)分塊，對(duì)所述待提取水印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第 二變換系數(shù)矩陣；
[0020] 基于所述第二變換系數(shù)矩陣，確定所述待提取水印的圖像的特征向量；
[0021] 求取所述特征向量與正交化后的隨機(jī)碼本中的各向量的相關(guān)性值，并根據(jù)特征向 量與正交化后的隨機(jī)碼本中各個(gè)向量的相關(guān)性值的符號(hào)來(lái)確定對(duì)應(yīng)位置上的水印序列分 量。
[0022] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，還提供了一種數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù) 方法，該方法可以包括：
[0023]獲取數(shù)字媒體版權(quán)信息；
[0024] 使用上述圖像水印的嵌入方法，將所述數(shù)字媒體版權(quán)信息嵌入與所述版權(quán)信息對(duì) 應(yīng)的圖像中，實(shí)現(xiàn)數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)。
[0025] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，還提供了一種數(shù)字媒體版權(quán)追蹤 方法，該方法可以包括：
[0026] 獲取含有數(shù)字媒體版權(quán)信息的圖像；
[0027] 使用上述圖像水印的提取方法，從所述圖像中提取所述數(shù)字媒體版權(quán)信息，實(shí)現(xiàn) 對(duì)所述數(shù)字媒體版權(quán)的追蹤。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案至少具有以下有益效果：
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用二值序列作為原始水印序列;接著對(duì)水印二值序列進(jìn)行基 于密鑰的擴(kuò)頻操作，確定擴(kuò)頻水印向量;然后對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分塊;再基于 自適應(yīng)分塊，對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行分塊離散余弦變換（Discrete Cosine Transformat ion，DCT)及部分系數(shù)的全局DCT，通過(guò)多級(jí)DCT操作以及特定的系數(shù)選取和排 列方式，確定第一變換系數(shù)矩陣;基于第一變換系數(shù)矩陣，構(gòu)建特征向量，并將擴(kuò)頻水印向 量重復(fù)嵌入多個(gè)特征向量中；最后將嵌入擴(kuò)頻水印向量的特征向量進(jìn)行系數(shù)復(fù)位以及系數(shù) 矩陣的反離散余弦變換等處理，確定嵌入水印的圖像。本發(fā)明實(shí)施例提出的方法將圖像的 分塊DCT與全局DCT相結(jié)合，通過(guò)多級(jí)變換將水印信息隱蔽地嵌入圖像內(nèi)容中，有針對(duì)性地 選擇修改變換系數(shù)，重復(fù)嵌入水印信息，能夠?qū)⑺》植荚趫D像的不同頻率上，提高了水印 的不可見性;其中，通過(guò)對(duì)DCT性質(zhì)的分析，對(duì)變換系數(shù)選擇和排列方式以及擴(kuò)頻操作中向 量正交化、單位化操作的引入，使水印魯棒性(抵抗圖像處理攻擊、幾何攻擊，甚至是組合攻 擊的能力）顯著提高;通過(guò)引入基于對(duì)稱密鑰的擴(kuò)頻操作，提高了本發(fā)明實(shí)施例處理的安全 性，削弱了水印被識(shí)別并被惡意擦除的風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)現(xiàn)了圖像水印的隱蔽嵌入和盲提取。在一定 程度上解決了圖像在傳播使用過(guò)程中的版權(quán)保護(hù)與侵權(quán)追蹤等問(wèn)題。
[0030] 當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品不一定需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
[0031] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變 得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明 書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 附圖作為本發(fā)明的一部分，用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，本發(fā)明的示意性 實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。顯然，下面描述中的附圖 僅僅是一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：
[0033] 圖1為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的圖像水印的嵌入方法的流程示意圖；
[0034]圖2為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的128比特的0-1序列示意圖；
[0035]圖3a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的圖像水印嵌入或提取過(guò)程中一種系數(shù)的選取 位置和排列次序示意圖；
[0036]圖3b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的圖像水印嵌入或提取過(guò)程中與圖3a對(duì)應(yīng)的另 一種系數(shù)的選取位置和排列次序示意圖；
[0037]圖4a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的嵌入水印之前的圖像；
[0038]圖4b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的嵌入水印后的圖像；
[0039] 圖5為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的圖像水印的提取方法的流程示意圖；
[0040] 圖6a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的針對(duì)圖4b所示含水印圖像經(jīng)過(guò)質(zhì)量因子為 60%的JPEG壓縮后的不意圖；
[0041]圖6b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的針對(duì)圖4b所示含水印圖像經(jīng)過(guò)3X3的均值濾 波后的不意圖；
[0042]圖6c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的針對(duì)圖4b所示含水印圖像經(jīng)過(guò)3X3的中值濾 波后的不意圖；
[0043]圖6d為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的針對(duì)圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)均值為0、方差為0.02 的Gauss噪聲后的示意圖；
[0044]圖6e為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的針對(duì)圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)能量為0.05的Salt& Pepper噪聲后的示意圖；
[0045]圖6f為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的針對(duì)圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)直方圖均衡后的示意 圖；
[0046]圖6g為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的將圖4b所示圖像亮度降低至原來(lái)的60 %后的 示意圖；
[0047]圖6h為根據(jù)一不例性實(shí)施例不出的將圖4b所不圖像殼度提升至原來(lái)的200 %后的 示意圖；
[0048]圖7a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的將圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)水平翻轉(zhuǎn)后的示意圖；
[0049] 圖7b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的將圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)垂直翻轉(zhuǎn)后的示意圖；
[0050] 圖7c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的將圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)放縮因子為50%的放縮 后的不意圖；
[0051] 圖7d為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的將圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)90度的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的 示意圖；
[0052]圖7e為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的將圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)縮放因子為0.8的示意 圖；
[0053]圖7f為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的將圖4b所示圖像經(jīng)過(guò)縱橫比為0.8X1.4的拉 伸后的不意圖。
[0054]這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構(gòu)思范圍，而是通過(guò)參考 特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說(shuō)明本發(fā)明的概念。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例解決的技術(shù)問(wèn)題、所采用的技術(shù)方 案以及實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)的一部 分實(shí)施例，并不是全部實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造 性勞動(dòng)的前提下，所獲得的所有其它等同或明顯變型的實(shí)施例均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍 內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例可以按照權(quán)利要求中限定和涵蓋的多種不同方式來(lái)具體化。
[0056] 需要說(shuō)明的是，在下面的描述中，為了方便理解，給出了許多具體細(xì)節(jié)。但是很明 顯，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以沒有這些具體細(xì)節(jié)。
[0057] 需要說(shuō)明的是，在沒有明確限定或不沖突的情況下，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例及其 中的技術(shù)特征可以相互組合而形成技術(shù)方案。
[0058]本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像水印的嵌入方法。如圖1所示，該方法可以包括:步驟 S100至步驟S150。
[0059] 步驟S100:根據(jù)需要將水印轉(zhuǎn)換成水印二值序列。
[0060] 其中，水印可以是表示版權(quán)信息的水印，其表現(xiàn)形式多樣化。水印二值序列是指只 由0和1組成的二值序列。圖2示例性地示出了一種128比特的0-1序列。
[0061] 若水印本身是0-1二值序列，則不需要轉(zhuǎn)換;若水印不是0-1序列，可以通過(guò)字符或 文字編碼將其轉(zhuǎn)換成0-1序列。例如:可以將字符轉(zhuǎn)換成ASCII碼，再將ASCII碼轉(zhuǎn)換成其對(duì) 應(yīng)的二進(jìn)制碼;可以將文字轉(zhuǎn)換成其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)字符碼，再將字符碼轉(zhuǎn)換成其對(duì)應(yīng)的二進(jìn) 制碼。
[0062] 步驟S110:對(duì)水印二值序列進(jìn)行基于密鑰的擴(kuò)頻操作，獲得擴(kuò)頻水印向量。
[0063] 在本步驟中，對(duì)獲取到的水印二值序列進(jìn)行擴(kuò)頻操作可以使水印所代表的能量信 息更加分散，這樣有利于體現(xiàn)水印的不可見性和魯棒性。
[0064] 具體地，本步驟可以包括:步驟S111至步驟SI 13。
[0065] 步驟S111:基于密鑰，生成一系列隨機(jī)數(shù)，并將一系列隨機(jī)數(shù)按順序排列成二維數(shù) 據(jù)矩陣，形成隨機(jī)碼本。其中，隨機(jī)碼本的列數(shù)大于等于行數(shù)。
[0066] 本步驟中，以密鑰key作為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的種子，據(jù)此來(lái)生成一系列隨機(jī)數(shù)。通過(guò) 設(shè)置密鑰key，提高了安全性，可以確保在使用錯(cuò)誤密鑰的情況下無(wú)法提取出正確的水印 信息。
[0067] 隨機(jī)碼本的每一行表示一個(gè)隨機(jī)向量?？梢詫㈦S機(jī)向量的長(zhǎng)度設(shè)定為L(zhǎng)(也就是隨 機(jī)碼本的列數(shù)）。隨機(jī)碼本的行數(shù)(也就是隨機(jī)向量的個(gè)數(shù))與水印序列(0-1二值序列）的長(zhǎng) 度相同（這里可以設(shè)定為η)。這里，L與η滿足以下條件:L不小于η。通過(guò)設(shè)置上述L與η之間的 關(guān)系，可以方便后續(xù)的操作。由此，上述隨機(jī)碼本也就是η行L列的二維隨機(jī)矩陣。
[0068]作為示例，在用水印二值序列來(lái)表征版權(quán)信息的情況下，長(zhǎng)度為128比特(bits)的 ο-l序列可以基本實(shí)現(xiàn)對(duì)版權(quán)信息較全面的描述。所以，在實(shí)際實(shí)施中，可以假設(shè)水印二值 序列的最大長(zhǎng)度為128bits?；谶@一假設(shè)，為滿足L不小于η的條件，優(yōu)選地，L取128。若水 印二值序列的長(zhǎng)度大于128bits，可以通過(guò)調(diào)節(jié)隨機(jī)碼本中隨機(jī)向量的長(zhǎng)度、水印嵌入強(qiáng)度 等參數(shù)來(lái)嵌入長(zhǎng)度大于128bits的水印二值序列。
[0069]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述假設(shè)僅僅是為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì) 本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0070] 步驟S112:對(duì)隨機(jī)碼本中的向量進(jìn)行正交化和單位化。
[0071] 在本步驟中，正交化的目的是使隨機(jī)碼本中各個(gè)向量?jī)蓛芍g保持獨(dú)立性，能夠 起到增強(qiáng)水印魯棒性的作用。單位化的目的是使每個(gè)向量的L2范數(shù)均為1，便于方法實(shí)施例 中其他參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整。
[0072] 在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，例如，可以使用施密特正交化方法對(duì)隨機(jī)碼本中的所有向量 進(jìn)行正交化，并對(duì)正交化后的每個(gè)向量進(jìn)行單位化。
[0073] 由于在上述步驟中規(guī)定了隨機(jī)碼本中的向量長(zhǎng)度L大于等于向量個(gè)數(shù)n，所以，本 步驟可以保證隨機(jī)碼本中向量正交化過(guò)程的正確執(zhí)行。
[0074]步驟S113:基于正交化和單位化的向量，根據(jù)以下公式，確定擴(kuò)頻水印向量：
[0075] ssff=[Po,Pi,
[0077] 其中，s sW表示擴(kuò)頻水印向量;隊(duì)表示擴(kuò)頻水印向量中的第i個(gè)分量;pki表示隨機(jī)碼 本中的向量經(jīng)過(guò)正交化和單位化后的第k個(gè)單位向量的第i個(gè)分量;a k表示水印序列中的第 k個(gè)分量;i = 0,1，…，L-l ;k = 0,1，…，n-l。
[0078] 本步驟中確定的擴(kuò)頻水印向量也就是擴(kuò)頻水印序列。本發(fā)明實(shí)施例提出的方法即 是將該擴(kuò)頻水印向量嵌入到圖像中。
[0079] 下面舉例詳細(xì)說(shuō)明確定擴(kuò)頻水印向量的過(guò)程。
[0080] 假設(shè)水印序列（也即原始水印序列）為Wo = [aQ，cn，…，an-；l ]，其中，aj e {〇，1}，j = 0，1，···，η_1，該水印序列的長(zhǎng)度為n。
[00811 根據(jù)以下公式進(jìn)行處理：
[0084] 確定：88￥=[β0，βι，···，&-ι]。
[0085] 其中，ssW表示擴(kuò)頻水印向量;L表示擴(kuò)頻水印向量的長(zhǎng)度;&表示擴(kuò)頻水印向量中 的第i個(gè)分量;Pki表示隨機(jī)碼本中的向量經(jīng)過(guò)正交化和單位化后的第k個(gè)單位向量的第i個(gè) 分量;ak表不水印序列中的第k個(gè)分量。
[0086]步驟S120:對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分塊。
[0087] 具體地，本步驟可以包括：
[0088]步驟S121:確定待嵌入水印的圖像的第一高度和第一寬度是否均能被K整除，其 中，K取正整數(shù)且K的平方大于等于8倍的擴(kuò)頻水印向量的長(zhǎng)度;若是，則執(zhí)行步驟S122;否 貝1J，執(zhí)行步驟S123和步驟S124。
[0089]步驟S122:將待嵌入水印的圖像分割為互不重疊、尺寸相同的KXK個(gè)自適應(yīng)分塊， 其中，各自適應(yīng)分塊的第三高度和第三寬度分別滿足:第三高度等于第一高度與K之比，第 三寬度等于第一寬度與K之比。
[0090] 步驟S123:根據(jù)待嵌入水印的圖像的第一高度和第一寬度，對(duì)待嵌入水印的圖像 進(jìn)行小尺度放大，計(jì)算小尺度放大之后的待嵌入水印的圖像的第二高度和第二寬度，其中， 第二高度和第二寬度為滿足以下條件的最小正整數(shù)：（1)第二高度和第二寬度均能被K整 除，K的平方大于等于8L，L表示擴(kuò)頻水印向量的長(zhǎng)度；（2)第二高度和第二寬度分別大于等 于第一高度和第一寬度。
[0091] 其中，進(jìn)行小尺度放大可以使后續(xù)步驟分割出的自適應(yīng)分塊的尺寸一致，進(jìn)而可 以提尚水印的魯棒性。
[0092] 設(shè)置上述條件（1)和(2)，可以使后續(xù)步驟分割后的自適應(yīng)分塊的尺寸都相同，K的 取值范圍的設(shè)置可以使自適應(yīng)分塊不會(huì)太小，從而可以確保將水印完整地嵌入到圖像中。
[0093] 需要說(shuō)明的是，上述進(jìn)行小尺度放大的方式僅為舉例，任意現(xiàn)有的或今后可能出 現(xiàn)的小尺度放大的方式，只要其滿足上述條件（1)和（2)，也均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)，并在此以引用的方式結(jié)合于此。
[0094]步驟S124:將小尺度放大后的待嵌入水印的圖像分割為互不重疊、尺寸相同的KX K個(gè)自適應(yīng)分塊，其中，各自適應(yīng)分塊的第三高度和第三寬度分別滿足:第三高度等于第二 高度與K之比，第三寬度等于第二寬度與K之比。
[0095] 與目前已有的大部分水印嵌入方法采用"固定分塊尺寸"的分塊方式不同，這里提 到的"自適應(yīng)"是指分塊過(guò)程固定分塊的個(gè)數(shù)，自適應(yīng)確定分塊的尺寸，這樣可以明顯提高 水印抵抗圖像尺寸變化等攻擊的能力。
[0096] 下面舉例對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行小尺度放大并進(jìn)行自適應(yīng)分塊的過(guò)程進(jìn)行詳 細(xì)說(shuō)明。
[0097]假設(shè)待嵌入水印的圖像的高度為oH、寬度為oW，進(jìn)行小尺度放大后圖像的高度為 sH、寬度為sW。其中，sH和sW均為滿足以下條件的最小正整數(shù)：（1)均能被K整除，K的平方不 小于8L，L表示擴(kuò)頻水印序列的長(zhǎng)度；（2)sH、sW分別不小于oH、 〇W。
[0098] 為了確保水印能嵌入圖像中，K的取值需要滿足:K的平方不小于8L。優(yōu)選地，K的最 小取值為32。
[0099] 在進(jìn)行小尺度放大之后，將待嵌入水印的圖像分割為ΚΧΚ個(gè)自適應(yīng)分塊，每個(gè)分 塊的高度bH和寬度bW分別為:bH=sH/K，bW=s W/K。
[0100] 需要說(shuō)明的是，上述獲取自適應(yīng)分塊的方式僅為舉例，任意現(xiàn)有的或今后可能出 現(xiàn)的獲取自適應(yīng)分塊的方式，若滿足上述寬度和高度的分割條件，則也應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)，并在此以引用的方式結(jié)合于此。
[0101] 步驟S130:基于自適應(yīng)分塊，對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第 一變換系數(shù)矩陣。
[0102] 具體地，本步驟可以包括:步驟S131至步驟S133。
[0103] 步驟S131:對(duì)各自適應(yīng)分塊分別進(jìn)行二維離散余弦變換，確定第一離散余弦變換 系數(shù)矩陣。
[0104] 本步驟對(duì)由上述步驟確定的K X K個(gè)自適應(yīng)分塊分別進(jìn)行二維DCT處理，確定K X K 個(gè)DCT系數(shù)矩陣。
[0105] 步驟S132:選取每一自適應(yīng)分塊內(nèi)第r行、第r列的第一離散余弦變換系數(shù)，構(gòu)建第 一分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣，其中，r為偶數(shù)且表示自適應(yīng)分塊內(nèi)中低頻或中高頻的第一 離散余弦變換系數(shù)。
[0106] 本步驟中，從KXK個(gè)自適應(yīng)分塊中的每個(gè)自適應(yīng)分塊中分別取出一個(gè)離散余弦變 換系數(shù)，就構(gòu)成了一個(gè)大小為K X K的系數(shù)矩陣。
[0107] 這里，離散余弦變換系數(shù)矩陣的行號(hào)和列號(hào)從0開始記，每個(gè)分塊的尺寸均相同。 隨著離散余弦變換系數(shù)矩陣的行號(hào)和列號(hào)的增加，DCT系數(shù)的頻率呈上升趨勢(shì)，需要保證該 離散余弦變換系數(shù)處在矩陣的中間位置，不能過(guò)低或過(guò)高，所以，r位置的系數(shù)為自適應(yīng)分 塊內(nèi)中低頻或中高頻的第一離散余弦變換系數(shù)。
[0108] 步驟S133:對(duì)第一分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行全局離散余弦變換處理，確定 第一變換系數(shù)矩陣。
[0109] 本步驟對(duì)上述步驟確定的大小為KXK的系數(shù)矩陣（即第一分塊離散余弦變換系數(shù) 矩陣)進(jìn)行全局DCT處理，可以確定大小為KXK的變換系數(shù)方陣（即第一變換系數(shù)矩陣）。
[0110]步驟S140:基于第一變換系數(shù)矩陣，構(gòu)建特征向量，并將擴(kuò)頻水印向量嵌入特征向 量。
[0111] 本步驟具體可以包括:步驟S141至步驟S144。
[0112] 步驟S141:基于第一變換系數(shù)矩陣，按照以下約束條件，提取特征向量的系數(shù)：
[0113] (1)提取的特征向量中的系數(shù)為第一變換系數(shù)矩陣中行、列號(hào)均為偶數(shù)位置上的 系數(shù)；
[0114] (2)提取的兩個(gè)特征向量中同一位序上的兩個(gè)系數(shù)關(guān)于第一變換系數(shù)矩陣主對(duì)角 線對(duì)稱或者同時(shí)均在主對(duì)角線上且不重合。
[0115] 步驟S142:根據(jù)按照約束條件（1)、（2)提取的系數(shù)，分別構(gòu)建第一特征向量、第二 特征向量。
[0116] 步驟S143:分別計(jì)算第一特征向量和第二特征向量的系數(shù)平均值，分別記為第一 系數(shù)平均值和第二系數(shù)平均值。
[0117] 需要說(shuō)明的是：
[0118] 第一，按照上述約束條件來(lái)提取系數(shù)，才可以確保水印提取時(shí)的同步性。如圖3a和 圖3b所示，標(biāo)號(hào)為1-8的系數(shù)均在第一變換系數(shù)矩陣的主對(duì)角線上，且位置互不重疊，同時(shí) 圖3a和圖3b中標(biāo)號(hào)為9-128的系數(shù)均不在第一變換系數(shù)矩陣的主對(duì)角線上，但圖3a和圖3b 中相同標(biāo)號(hào)(9-128)的系數(shù)的位置關(guān)于矩陣主對(duì)角線是對(duì)稱的；
[0119] 第二，提取出的系數(shù)在第一變換系數(shù)矩陣中的位置為行號(hào)和列號(hào)均為偶數(shù)位置上 的數(shù)據(jù)，這里第一變換系數(shù)矩陣的行號(hào)和列號(hào)從〇開始記，這是基于DCT系數(shù)在幾何變換中 表現(xiàn)出的性質(zhì)決定的；
[0120] 第三，根據(jù)約束條件（1)和(2)的規(guī)則選擇系數(shù)時(shí)，系數(shù)選取的個(gè)數(shù)根據(jù)L的取值來(lái) 確定，不一定將滿足條件的數(shù)據(jù)全部提取出來(lái)，保證確定的每個(gè)特征向量的長(zhǎng)度均等于UP 可；
[0121] 第四，圖3a和圖3b示例性地示出了滿足上述規(guī)則的一種系數(shù)的選擇和排列方式(L = 128)，但本發(fā)明不僅僅局限于圖示中的方式，可以是任意一種滿足上述約束條件的系數(shù) 選取和排列方式。
[0122] 步驟S144:結(jié)合第一系數(shù)平均值和第二系數(shù)平均值，將擴(kuò)頻水印向量分別嵌入第 一特征向量和第二特征向量。
[0123] 在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例中，假設(shè)擴(kuò)頻水印向量表示為ssW= [β0 ，…，;第一特 征向量或第二特征向量表示為V= [ VQ，VI，…，VL-1 ];嵌入擴(kuò)頻水印向量后的第一特征向量或 第二特征向量表示為V' = [VQ'，νι'，··?1']。
[0124] 其中，向量ssW、V和V'的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)。
[0125] 根據(jù)以下公式進(jìn)行嵌入處理：
[0126] vi'=Vi+5 · value · β?
[0128] 其中，i=0，l，…，L-1 ;δ表示水印嵌入強(qiáng)度;aVal取val_l或val_2;val_l表示第一 系數(shù)平均值;val_2表示第二系數(shù)平均值。
[0129 ] 優(yōu)選地，δ取175。這樣，可以更好地權(quán)衡水印的不可見性和魯棒性。
[0130]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述假設(shè)僅僅為舉例，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0131] 從上述實(shí)施例中可以看出，value的值根據(jù)特征向量中的系數(shù)整體分布進(jìn)行自適 應(yīng)地選擇，當(dāng)aVal處在不同的取值區(qū)間時(shí)，所選擇的value的值也不同。這樣能夠使嵌入的 水印在魯棒性和不可見性之間達(dá)到很好的權(quán)衡。
[0132] 步驟S150:將嵌入擴(kuò)頻水印向量的特征向量進(jìn)行系數(shù)復(fù)位以及系數(shù)矩陣的反離散 余弦變換等處理，確定嵌入水印的圖像。
[0133] 本步驟具體可以包括：
[0134] 步驟S151:用嵌入擴(kuò)頻水印向量的第一特征向量和第二特征向量中的系數(shù)分別替 換第一變換系數(shù)矩陣中相應(yīng)位置上的系數(shù)，確定嵌入水印后的第一變換系數(shù)矩陣。
[0135] 本步驟將嵌入水印后的兩個(gè)特征向量中的系數(shù)分別重新置回第一變換系數(shù)矩陣 的相應(yīng)位置，以替換原來(lái)位置上的系數(shù)，從而確定嵌入水印后大小為KXK的矩陣(方陣）。 這里第一變換系數(shù)矩陣中的相應(yīng)位置與步驟S142中提取兩個(gè)特征向量時(shí)所選取的位置和 次序相同。
[0136] 步驟S152:對(duì)嵌入水印后的第一變換系數(shù)矩陣進(jìn)行全局反離散余弦變換處理，確 定反變換后的系數(shù)矩陣，即嵌入水印后的第一分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣。
[0137] 步驟S153:用嵌入水印后的第一分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣中的系數(shù)替換第一離 散余弦變換系數(shù)矩陣中每個(gè)自適應(yīng)分塊第r行、第r列位置上的系數(shù)，確定嵌入水印后的第 一離散余弦變換系數(shù)矩陣。
[0138] 這里嵌入水印后的第一分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣中的每個(gè)系數(shù)在對(duì)應(yīng)分塊中 的位置是指步驟S132中每個(gè)分塊中的第r行、第r列的位置。
[0139] 如果在前述步驟中未對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行小尺度放大處理，則執(zhí)行步驟 S154;否則，執(zhí)行步驟S155和步驟S156。
[0140] 步驟S154:對(duì)嵌入水印后的第一離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行分塊反離散余弦變換 處理，確定嵌入水印的圖像。
[0141] 步驟S155:對(duì)嵌入水印后的第一離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行分塊反離散余弦變換 處理，確定嵌入水印后的放大圖像。
[0142] 步驟S156:將嵌入水印后的放大圖像縮小至與待嵌入水印的圖像相同的尺寸，從 而確定嵌入水印的圖像。
[0143] 如圖4a和4b所示，圖4a示例性地示出了嵌入水印之前的圖像；圖4b示例性地示出 了嵌入水印后的圖像。其中，兩幅圖的大小均為512X512。
[0144] 下面以一優(yōu)選實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明圖像水印的嵌入方法。
[0145] 以圖2、圖3a、圖3b和圖4a為例對(duì)上述方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0146] 自行設(shè)定密鑰值key。本實(shí)施例采用圖2所示的128比特的水印序列。定義隨機(jī)碼本 中向量的長(zhǎng)度為128。采用圖4a所示的寬度和高度均為512的圖像進(jìn)行水印嵌入。
[0147] 步驟S201:將水印轉(zhuǎn)換成128比特的水印二值序列。（圖2所示的水印序列已經(jīng)是Ο-? 二值序列 ，可以省略此步驟）
[0148] 步驟S202:基于密鑰，生成隨機(jī)碼本。
[0149] 步驟S203:對(duì)隨機(jī)碼本中的向量進(jìn)行正交化和單位化。
[0150] 步驟S204:基于正交化和單位化的向量，對(duì)128比特的水印二值序列進(jìn)行擴(kuò)頻處 理，確定長(zhǎng)度為128的擴(kuò)頻水印向量。
[0151] 步驟S205:對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行固定分塊個(gè)數(shù)的自適應(yīng)分塊。其中，自適應(yīng)分 塊的寬度和高度均為16。
[0152] 步驟S206:對(duì)圖像的每個(gè)16X16的圖像自適應(yīng)分塊進(jìn)行DCT操作，提取每個(gè)自適應(yīng) 分塊的一個(gè)中低頻分量組成大小為16X 16的方陣，其中，中低頻分量的位置r取6。
[0153] 步驟S207:對(duì)16X16的方陣進(jìn)行全局DCT處理。
[0154]步驟S208:按照?qǐng)D3a和圖3b示出的系數(shù)選取方式和排列次序分別選取兩個(gè)特征向 量。
[0155] 步驟S209:計(jì)算兩個(gè)特征向量的系數(shù)平均值。
[0156] 步驟S210:結(jié)合系數(shù)平均值，以值為175的水印嵌入強(qiáng)度將擴(kuò)頻水印向量分別嵌 入兩個(gè)特征向量中。
[0157] 步驟S211:用嵌入擴(kuò)頻水印向量的兩個(gè)特征向量中的系數(shù)分別替換第一變換系數(shù) 矩陣中相應(yīng)位置上的系數(shù)，確定嵌入水印后的矩陣。
[0158] 步驟S212:對(duì)嵌入水印后的矩陣進(jìn)行全局反離散余弦變換處理，確定反變換后的 系數(shù)矩陣，即嵌入水印后的第一分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣。
[0159] 步驟S213:用嵌入水印后的第一分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣中的每個(gè)系數(shù)分別替 換第一離散余弦變換系數(shù)矩陣中每個(gè)分塊的第r行、第r列位置上的系數(shù)，確定嵌入水印后 的第一離散余弦變換系數(shù)矩陣。
[0160] 步驟S214:對(duì)嵌入水印后的第一離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行分塊反離散余弦變換 處理，確定嵌入水印的圖像，如圖4b所示。
[0161] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種圖像水印的提取方法。如圖5所示，該方法可以包括：
[0162] 步驟S500:根據(jù)需要提取出的水印二值序列的長(zhǎng)度生成隨機(jī)碼本。
[0163] 步驟S510:對(duì)隨機(jī)碼本進(jìn)行向量正交化。
[0164] 其中，可以利用施密特正交化方法對(duì)碼本中的所有向量進(jìn)行正交化。對(duì)隨機(jī)碼本 進(jìn)行正交化之后，隨機(jī)碼本中的所有向量?jī)蓛烧磺蚁蛄康膫€(gè)數(shù)與需要提取出的水印二值 序列的長(zhǎng)度相同（均為η)，碼本中向量長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，L不小于η。
[0165] 步驟S520:對(duì)待提取水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分塊。
[0166] 具體地，本步驟可以包括：
[0167] 步驟S521:確定待提取水印的圖像的第四高度和第四寬度是否均能被Κ整除；其 中，Κ取正整數(shù)且Κ的平方大于等于8倍的隨機(jī)碼本中向量的長(zhǎng)度;若是，則執(zhí)行步驟S522;否 貝1J，執(zhí)行步驟S523和524。
[0168] 步驟S522:將待提取水印的圖像分割為互不重疊、尺寸相同的Κ X Κ個(gè)自適應(yīng)分塊， 其中，各自適應(yīng)分塊的第五高度和第五寬度分別滿足:第五高度等于第四高度與Κ之比，第 五寬度等于第四寬度與Κ之比。
[0169] 步驟S523:對(duì)待提取水印的圖像進(jìn)行小尺度放大，計(jì)算小尺度放大之后的待提取 水印的圖像的第六高度和第六寬度，其中，第六高度和第六寬度為滿足以下條件的最小正 整數(shù)：（1)第六高度和第六寬度均能被Κ整除，Κ的平方大于等于8L，L表示隨機(jī)碼本中向量的 長(zhǎng)度；（2)第六高度、第六寬度分別大于等于第四高度、第四寬度。
[0170] 其中，進(jìn)行小尺度放大可以使后續(xù)步驟分割出的自適應(yīng)分塊的尺寸一致，進(jìn)而可 以提尚水印的魯棒性。
[0171] 設(shè)置上述條件（1)和(2)，可以使后續(xù)步驟分割后的自適應(yīng)分塊的尺寸都相同，K的 取值范圍的設(shè)置可以使自適應(yīng)分塊不會(huì)太小，從而與水印嵌入方法相匹配，能夠保證順利 地提取到圖像中含有的水印信息。
[0172]需要說(shuō)明的是，上述進(jìn)行小尺度放大的方式僅為舉例，任意現(xiàn)有的或今后可能出 現(xiàn)的小尺度放大的方式，只要其滿足上述條件（1)和(2)，也均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)，并在此以引用的方式結(jié)合于此。
[0173]步驟S524:將小尺度放大后的待提取水印的圖像分割為互不重疊、尺寸相同的KX K個(gè)自適應(yīng)分塊，其中，各自適應(yīng)分塊的第五高度和第五寬度分別滿足:第五高度等于第六 高度與K之比;第五寬度等于第六寬度與K之比。
[0174] 為了確保圖像水印的提取方法實(shí)施例與圖像水印的嵌入方法實(shí)施例相匹配，K的 取值需要滿足:K的平方不小于8L。優(yōu)選地，K的最小取值為32。
[0175] 需要說(shuō)明的是，上述獲取自適應(yīng)分塊的方式僅為舉例，任意現(xiàn)有的或今后可能出 現(xiàn)的獲取自適應(yīng)分塊的方式，若滿足上述寬度和高度的分割條件，則也應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)，并在此以引用的方式結(jié)合于此。
[0176] 步驟S530:基于自適應(yīng)分塊，對(duì)待提取水印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第 二變換系數(shù)矩陣。
[0177] 具體地，本步驟可以包括:步驟S531至步驟S533。
[0178] 步驟S531:對(duì)各自適應(yīng)分塊分別進(jìn)行二維離散余弦變換，確定第二離散余弦變換 系數(shù)矩陣。
[0179] 本步驟對(duì)由上述步驟確定的K X K個(gè)自適應(yīng)分塊分別進(jìn)行二維DCT處理，確定K X K 個(gè)DCT系數(shù)矩陣。
[0180] 步驟S532:選取每一自適應(yīng)分塊內(nèi)第r行、第r列的第二離散余弦變換系數(shù)，構(gòu)建第 二分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣，其中，r為偶數(shù)且表示自適應(yīng)分塊內(nèi)中低頻或中高頻的第 二離散余弦變換系數(shù)。
[0181] 本步驟中，從KXK個(gè)自適應(yīng)分塊中的每個(gè)自適應(yīng)分塊中分別取出一個(gè)離散余弦變 換系數(shù)，就構(gòu)成了一個(gè)大小為K X K的系數(shù)矩陣。
[0182] 這里，離散余弦變換系數(shù)矩陣的行號(hào)和列號(hào)從0開始記，每個(gè)分塊的尺寸均相同。 隨著離散余弦變換系數(shù)矩陣的行號(hào)和列號(hào)的增加，DCT系數(shù)的頻率呈上升趨勢(shì)，需要保證該 離散余弦變換系數(shù)處在矩陣的中間位置，不能過(guò)低或過(guò)高，所以，r位置的系數(shù)為自適應(yīng)分 塊內(nèi)中低頻或中高頻系數(shù)，并且為了與圖像水印嵌入方法實(shí)施例相匹配，此處r的取值需要 與圖像水印嵌入方法實(shí)施例中步驟S132中r的取值保持一致。
[0183]步驟S533:對(duì)第二分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行全局離散余弦變換處理，確定 第二變換系數(shù)矩陣。
[0184] 本步驟對(duì)上述步驟確定的大小為KXK的系數(shù)矩陣進(jìn)行全局DCT處理，可以確定大 小為K X K的變換系數(shù)方陣。
[0185] 步驟S540:基于第二變換系數(shù)矩陣，確定待提取水印的圖像的特征向量。
[0186] 具體地，本步驟可以包括：
[0187] 步驟S541:基于第二變換系數(shù)矩陣，按照以下約束條件，提取特征向量的系數(shù)：
[0188] (1)提取的特征向量中的系數(shù)為第二變換系數(shù)矩陣中行、列號(hào)均為偶數(shù)位置上的 系數(shù)；
[0189] (2)提取的特征向量中的系數(shù)在第二變換系數(shù)矩陣的主對(duì)角線上或者在主對(duì)角 線的一側(cè)。
[0190] 步驟S542:根據(jù)按照約束條件（1)、（2)提取的系數(shù)，確定待提取水印的圖像的特征 向量。
[0191] 在本步驟中，上述特征向量也就是一個(gè)系數(shù)向量。
[0192] 需要說(shuō)明的是：
[0193] 第一，條件（1)和(2)中系數(shù)的選取方式和排列次序需要與圖像水印嵌入方法實(shí)施 例中的系數(shù)選取方式和排列次序一一對(duì)應(yīng)，以保證水印提取的同步性；
[0194] 第二，雖然在圖像水印的嵌入方法實(shí)施例中選擇了兩個(gè)特征向量分別進(jìn)行水印嵌 入，但是，在圖像水印的提取方法實(shí)施例中只需要提取其中的一個(gè)對(duì)應(yīng)的特征向量進(jìn)行水 印提取即可；如圖3a和圖3b所示，圖像水印嵌入方法實(shí)施例中采用了這兩幅圖中示出的系 數(shù)選取方式和排列方式，二者的選取位置均在第一變換系數(shù)矩陣的主對(duì)角線上或者關(guān)于主 對(duì)角線對(duì)稱，從而實(shí)現(xiàn)水印在兩個(gè)特征向量中的重復(fù)嵌入;而在圖像水印提取方法實(shí)施例 中，只需要按照上述規(guī)則選擇圖3a或圖3b中的一種系數(shù)選取和排列方式即可達(dá)到水印提取 的目的；
[0195] 第三，根據(jù)條件（1)和（2)的規(guī)則選擇系數(shù)時(shí)，系數(shù)選取的個(gè)數(shù)根據(jù)L的取值來(lái)確 定，不一定將滿足條件的數(shù)據(jù)全部提取出來(lái)，與圖像水印的嵌入方法實(shí)施例相同，保證得到 的特征向量的長(zhǎng)度等于L即可；
[0196] 第四，圖3a和圖3b示例性地示出了滿足上述規(guī)則的兩種系數(shù)的選擇和排列方式(L = 128)，圖像提取時(shí)可選擇其中的一種方式，但本發(fā)明不僅僅局限于圖示中的方式，可以 是任意一種滿足上述條件的系數(shù)選取方式和排列方式，只要與圖像水印的嵌入方法實(shí)施例 所選擇的方式存在對(duì)應(yīng)關(guān)系即可。
[0197] 步驟S550:求取特征向量與正交化后的隨機(jī)碼本中的各向量的相關(guān)性值，并根據(jù) 特征向量與正交化后的隨機(jī)碼本中每個(gè)向量相關(guān)性值的符號(hào)來(lái)確定對(duì)應(yīng)位置上的水印序 列分量。
[0198] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，假設(shè)提取出的特征向量表示為f=[v0W，···，v^]，長(zhǎng) 度表不為L(zhǎng);隨機(jī)碼本中第i個(gè)正交化后的向量表不為Pi' = [p'i0，p'ii，···，p'i(L-1)]，其長(zhǎng)度 為 L，其中 i = 0，l，…，n-1。
[0199] 根據(jù)以下公式確定水印序列分量：

[0201] 貝丨J，水印序列為W' = [ γ0, γι,…，γη-1]。
[0202] 其中，C( ·)是求兩個(gè)長(zhǎng)度相同向量的相關(guān)性值的函數(shù)， ；A = [ao，ai，···，aL-1]，B=[bo，bi，···，bL-1]是兩個(gè)長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的一維向量。
[0203] 若特征向量與隨機(jī)碼本中某一向量的相關(guān)性值大于等于0,則確定對(duì)應(yīng)位置上的 水印序列分量為1，否則為〇。
[0204] 需要說(shuō)明的是:這里相關(guān)性值的符號(hào)(正或負(fù)）與水印向量分量(1或0)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 是由圖像水印的嵌入方法實(shí)施例中擴(kuò)頻水印向量的生成方式?jīng)Q定的。若在圖像水印的嵌入 方法實(shí)施例中采用相反的方式生成擴(kuò)頻水印向量，則圖像水印的提取方法實(shí)施例中相關(guān)性 值的符號(hào)與水印向量分量的對(duì)應(yīng)關(guān)系也應(yīng)該恰好相反。
[0205] 通過(guò)對(duì)比圖4a及圖4b示出的嵌入水印前后的兩幅圖像，計(jì)算兩幅圖像的峰值信噪 比（Peak Signal to Noise Ratio，PSNR)，可知，PSNR = 36.28dB，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例所產(chǎn)生 的含水印圖像與原始圖像沒有明顯的視覺差異，這說(shuō)明水印的不可見性較好。其中，PSNR的 計(jì)算方法為：
，其中，I (i，j)代表原始圖像中坐標(biāo) 為（i，j)的像素點(diǎn)的灰度值；代表嵌入水印后的圖像中坐標(biāo)為（i，j)的像素點(diǎn)的灰 度值;Μ和N分別代表圖像的高度和寬度;max(I (i，j))是圖像中所有像素灰度值的最大值， 一般取為255。
[0206] 利用水印提取的方法和上述的參數(shù)設(shè)置對(duì)圖4b示出的圖像進(jìn)行水印提取，通過(guò)原 始水印序列和提取出的水印序列的比對(duì)可知水印能夠完整、正確地被提取出來(lái)（BER = 0.00%)〇
[0207] 這里，根據(jù)以下公式，計(jì)算原始水印序列W= [wi，W2，···，wn]和提取出的水印序列W' = [wi'，W2'，...，wn']之間的比特錯(cuò)誤率(Bit Error Rate，BER):
[0210]圖6a-圖6h示例性地示出了本發(fā)明實(shí)施例中圖4b示出的含水印圖像經(jīng)過(guò)圖像處 理攻擊后的含水印圖像。其中，圖6a為經(jīng)過(guò)質(zhì)量因子60%的JPEG壓縮后的圖像；圖6b為經(jīng)過(guò) 3 X 3的均值濾波后的圖像；圖6c為經(jīng)過(guò)3 X 3的中值濾波后的圖像；圖6d為經(jīng)過(guò)均值為0、方 差為0.02的Gauss噪聲后的圖像；圖6e為經(jīng)過(guò)能量為0.05的Salt&Pepper噪聲后的圖像；圖 6f為經(jīng)過(guò)直方圖均衡后的圖像；圖6g為亮度降低至原來(lái)的60%后的圖像；圖6h為亮度提升 至原來(lái)的200%后的圖像。
[0211] 利用圖像水印的提取方法實(shí)施例對(duì)攻擊后的圖像做水印提取并和原始水印進(jìn)行 比對(duì)，得到各自的BER如表一：
[0212] 表一：
[0214] 其中，攻擊類型一欄所示的圖號(hào)為該圖號(hào)所對(duì)應(yīng)的示圖所受到的攻擊的類型。
[0215] 圖7a_7f示例性地示出了本發(fā)明實(shí)施例中圖4b示出的含水印圖像經(jīng)過(guò)幾何攻擊后 的含水印圖像。其中，圖7a為經(jīng)過(guò)水平翻轉(zhuǎn)后的圖像；圖7b為經(jīng)過(guò)垂直翻轉(zhuǎn)后的圖像；圖7c 為經(jīng)過(guò)放縮因子為50%的放縮(resize)后的圖像；圖7d為經(jīng)過(guò)90度的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的圖 像；圖7e為經(jīng)過(guò)縮放因子為0.8的縮放(scale)后的圖像；圖7f為經(jīng)過(guò)縱橫比為0.8 XI.4的 拉伸后的圖像。
[0216] 利用圖像水印提取的方法對(duì)攻擊后的圖像做水印提取并和原始水印進(jìn)行比對(duì)， 得到各自的BER如表二：
[0217] 表二：
[0218]
[0219] 其中，攻擊類型一欄中的圖號(hào)表示該圖號(hào)所對(duì)應(yīng)的示圖所受到的攻擊的類型。
[0220] 表三示例性地示出了本發(fā)明實(shí)施例中圖4b示出的含水印圖像經(jīng)過(guò)組合攻擊后的 水印提取BER:
[0221] 表三：
[0223] 此外，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)方法。該方法可以包括：
[0224] 獲取數(shù)字媒體版權(quán)信息。
[0225] 其中，數(shù)字媒體可以是文本、圖像、音視頻等。
[0226] 使用上述圖像水印的嵌入方法實(shí)施例，將數(shù)字媒體版權(quán)信息嵌入與版權(quán)信息對(duì)應(yīng) 的圖像中，實(shí)現(xiàn)數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)。
[0227] 有關(guān)本實(shí)施例的說(shuō)明可參見其他實(shí)施例，在此不再贅述。
[0228] 此外，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種數(shù)字媒體版權(quán)追蹤方法。該方法可以包括：
[0229]獲取嵌入數(shù)字媒體版權(quán)信息的圖像。
[0230] 使用上述圖像水印的提取方法實(shí)施例，從圖像中提取數(shù)字媒體版權(quán)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì) 數(shù)字媒體版權(quán)的追蹤。
[0231] 有關(guān)本實(shí)施例的說(shuō)明可參見其他實(shí)施例，在此不再贅述。
[0232] 上述實(shí)施例中雖然將各個(gè)步驟按照上述先后次序的方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以理解，為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的效果，不同的步驟之間不必按照這樣的次序執(zhí)行， 其可以同時(shí)（并行)執(zhí)行或以顛倒的次序執(zhí)行，這些簡(jiǎn)單的變化都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
[0233] 本發(fā)明實(shí)施例具有較好的安全性、水印不可見性和魯棒性，能抵抗常見的圖像處 理攻擊、幾何攻擊和組合攻擊，可應(yīng)用于數(shù)字圖像的版權(quán)保護(hù)與侵權(quán)追蹤，也可據(jù)此思路， 將其引入到數(shù)字視頻中，用于實(shí)現(xiàn)基于幀的視頻水印嵌入與提取以及數(shù)字視頻的版權(quán)保護(hù) 與侵權(quán)追蹤。
[0234] 以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。雖然本文應(yīng)用了具體 的個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理和實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，但是，上述實(shí)施例的說(shuō)明僅適用于幫助理 解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在具體實(shí)施 方式以及應(yīng)用范圍之內(nèi)均會(huì)做出改變。
[0235] 需要說(shuō)明的是，本文中涉及到的流程圖或框圖不僅僅局限于本文所示的形式，其 還可以進(jìn)行劃分和/或組合。
[0236] 需要說(shuō)明的是：附圖中的標(biāo)記和文字只是為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，不視為對(duì)本 發(fā)明保護(hù)范圍的不當(dāng)限定。
[0237] 需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)"第一"、"第 二"等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用 的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或 描述的那些以外的順序?qū)嵤?br>[0238] 術(shù)語(yǔ)"包括"或者任何其它類似用語(yǔ)旨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/裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的 其它要素，或者還包括這些過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備/裝置所固有的要素。
[0239] 本發(fā)明的各個(gè)步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，它們可以集中在單個(gè)的 計(jì)算裝置上，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)備或者多 處理器裝置，也可以分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，它們可以以不同于此處的順序 執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多 個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明不限于任何特定的硬件和軟 件或者其結(jié)合。
[0240] 本發(fā)明提供的方法可以使用可編程邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以實(shí)施為計(jì)算機(jī)程序軟 件或程序模塊(其包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件或 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等），例如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以是一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序 產(chǎn)品使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于所示范的方法。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該 介質(zhì)上包含計(jì)算機(jī)程序邏輯或代碼部分，用于實(shí)現(xiàn)所述方法。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可 以是被安裝在計(jì)算機(jī)中的內(nèi)置介質(zhì)或者可以從計(jì)算機(jī)主體上拆卸下來(lái)的可移動(dòng)介質(zhì)（例 如:采用熱插拔技術(shù)的存儲(chǔ)設(shè)備）。所述內(nèi)置介質(zhì)包括但不限于可重寫的非易失性存儲(chǔ)器， 例如:RAM、ROM、快閃存儲(chǔ)器和硬盤。所述可移動(dòng)介質(zhì)包括但不限于:光存儲(chǔ)介質(zhì)(例如:CD ― ROM和DVD )、磁光存儲(chǔ)介質(zhì)（例如:M0 )、磁存儲(chǔ)介質(zhì)（例如:磁帶或移動(dòng)硬盤）、具有內(nèi)置的可 重寫非易失性存儲(chǔ)器的媒體(例如:存儲(chǔ)卡)和具有內(nèi)置ROM的媒體(例如:ROM盒）。
[0241]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種圖像水印的嵌入方法，其特征在于，所述方法至少包括： 根據(jù)需要將水印轉(zhuǎn)換成水印二值序列； 對(duì)所述水印二值序列進(jìn)行基于密鑰的擴(kuò)頻操作，確定擴(kuò)頻水印向量； 對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分塊； 基于所述自適應(yīng)分塊，對(duì)所述待嵌入水印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第一變 換系數(shù)矩陣； 基于所述第一變換系數(shù)矩陣，構(gòu)建特征向量，并將所述擴(kuò)頻水印向量嵌入所述特征向 量； 將嵌入擴(kuò)頻水印向量的特征向量進(jìn)行系數(shù)復(fù)位W及系數(shù)矩陣的反離散余弦變換處理， W確定嵌入水印的圖像。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述水印二值序列進(jìn)行基于密鑰的 擴(kuò)頻操作，確定擴(kuò)頻水印向量，具體包括： 基于所述密鑰，生成一系列隨機(jī)數(shù)，并將所述一系列隨機(jī)數(shù)按順序排列成二維數(shù)據(jù)矩 陣，形成隨機(jī)碼本;其中，所述隨機(jī)碼本的列數(shù)大于等于行數(shù)； 對(duì)所述隨機(jī)碼本中的向量進(jìn)行正交化和單位化； 基于正交化和單位化的向量，根據(jù)W下公式，確定所述擴(kuò)頻水印向量： ssW= [00,01, ...,扣-1]其中，所述ssW表示擴(kuò)頻水印向量;所述β康示擴(kuò)頻水印向量中的第i個(gè)分量;所述Pki表 示隨機(jī)碼本中的向量經(jīng)過(guò)正交化和單位化后的第k個(gè)單位向量的第i個(gè)分量;所述Qk表示水 印序列中的第k個(gè)分量;所述i = 0，1，· · ·，;所述k = 0，1，…，n-1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)待嵌入水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分 塊，具體包括： 確定所述待嵌入水印的圖像的第一高度和第一寬度是否均能被K整除；其中，所述K取 正整數(shù)且所述K的平方大于等于8倍的所述擴(kuò)頻水印向量的長(zhǎng)度； 若是，將所述待嵌入水印的圖像分割為互不重疊、尺寸相同的KXK個(gè)自適應(yīng)分塊，其 中，所述各自適應(yīng)分塊的第Ξ高度和第Ξ寬度分別滿足:所述第Ξ高度等于所述第一高度 與所述K之比，所述第Ξ寬度等于所述第一寬度與所述K之比。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 若否，對(duì)所述待嵌入水印的圖像進(jìn)行小尺度放大，計(jì)算小尺度放大之后的待嵌入水印 的圖像的第二高度和第二寬度，其中，所述第二高度和所述第二寬度為滿足W下條件的最 小正整數(shù):所述第二高度和所述第二寬度均能被K整除，所述第二高度、所述第二寬度分別 大于等于所述第一高度、所述第一寬度； 將所述小尺度放大后的待嵌入水印的圖像分割為互不重疊、尺寸相同的KXK個(gè)自適應(yīng) 分塊，其中，所述各自適應(yīng)分塊的所述第Ξ高度和所述第Ξ寬度分別滿足:所述第Ξ高度等 于所述第二高度與所述K之比;所述第Ξ寬度等于所述第二寬度與所述K之比。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述自適應(yīng)分塊，對(duì)所述待嵌入 水印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第一變換系數(shù)矩陣，具體包括： 對(duì)所述各自適應(yīng)分塊分別進(jìn)行二維離散余弦變換，確定第一離散余弦變換系數(shù)矩陣； 選取所述每一自適應(yīng)分塊內(nèi)第r行、第r列的第一離散余弦變換系數(shù)，構(gòu)建第一分塊離 散余弦變換系數(shù)矩陣，其中，所述r為偶數(shù)且表示所述自適應(yīng)分塊內(nèi)中低頻或中高頻的第一 離散余弦變換系數(shù)； 對(duì)所述第一分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行全局離散余弦變換處理，確定所述第一變 換系數(shù)矩陣。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一變換系數(shù)矩陣，構(gòu)建特 征向量，并將所述擴(kuò)頻水印向量嵌入所述特征向量，具體包括： 基于所述第一變換系數(shù)矩陣，按照W下約束條件，提取所述特征向量的系數(shù)：（1)所述 提取的特征向量中的系數(shù)為所述第一變換系數(shù)矩陣中行、列號(hào)均為偶數(shù)位置上的系數(shù)；（2) 所述提取的兩個(gè)特征向量中同一位序上的兩個(gè)系數(shù)關(guān)于所述第一變換系數(shù)矩陣主對(duì)角線 對(duì)稱或者同時(shí)均在所述第一變換系數(shù)矩陣主對(duì)角線上且不重合； 根據(jù)按照所述約束條件（1)、（2)提取的所述系數(shù)，分別構(gòu)建第一特征向量、第二特征向 量； 分別計(jì)算所述第一特征向量和所述第二特征向量的系數(shù)平均值，分別記為第一系數(shù)平 均值和第二系數(shù)平均值； 結(jié)合所述第一系數(shù)平均值和所述第二系數(shù)平均值，將所述擴(kuò)頻水印向量分別嵌入所述 第一特征向量和所述第二特征向量。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述結(jié)合所述第一系數(shù)平均值和所述第二 系數(shù)平均值，將所述擴(kuò)頻水印向量分別嵌入所述第一特征向量和所述第二特征向量，具體 包括： 根據(jù)W下公式將所述擴(kuò)頻水印向量分別嵌入所述第一特征向量和所述第二特征向量： Vi' =Vi+5 · value · β?其中，所述i=〇, 1，···，kl;所述V表示第一特征向量或第二特征向量，V= [νο,νι，···， VL-i];所述y/表示嵌入擴(kuò)頻水印向量后的第一特征向量或第二特征向量，y/ =[V(/，ν/，···， 乂心/];所述83胖表示擴(kuò)頻水印向量，33胖=巧0，&，。'，化-1];5表示水印嵌入強(qiáng)度;所述曰化1取 val_l或val_2;所述val_l表示所述第一系數(shù)平均值;所述val_2表示所述第二系數(shù)平均值。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將嵌入擴(kuò)頻水印向量的特征向量進(jìn)行 系數(shù)復(fù)位W及系數(shù)矩陣的反離散余弦變換處理，W確定嵌入水印的圖像，具體包括： 用嵌入擴(kuò)頻水印向量的第一特征向量和第二特征向量中的系數(shù)分別替換所述第一變 換系數(shù)矩陣中相應(yīng)位置上的系數(shù)，確定嵌入水印后的第一變換系數(shù)矩陣； 對(duì)所述嵌入水印后的第一變換系數(shù)矩陣進(jìn)行全局反離散余弦變換處理，確定嵌入水印 后的第一分塊離散余弦變化系數(shù)矩陣； 用所述嵌入水印后的第一分塊離散余弦變化系數(shù)矩陣中的系數(shù)替換所述第一離散余 弦變換系數(shù)矩陣中每個(gè)自適應(yīng)分塊第r行、第r列位置上的系數(shù)，確定嵌入水印后的第一離 散余弦變換系數(shù)矩陣，其中，所述r為偶數(shù)且表示所述自適應(yīng)分塊內(nèi)中低頻或中高頻的第一 離散余弦變換系數(shù)； 對(duì)所述嵌入水印后的第一離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行分塊反離散余弦變換處理，確定 嵌入水印的圖像。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在對(duì)所述待嵌入水印的圖像進(jìn)行小尺度放 大并進(jìn)行自適應(yīng)分塊的情況下，所述對(duì)所述嵌入水印后的第一離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行 分塊反離散余弦變換處理之后還包括： 確定嵌入水印后的放大圖像； 將所述嵌入水印后的放大圖像縮小至與所述待嵌入水印的圖像相同的尺寸，從而確定 嵌入水印的圖像。10. -種圖像水印的提取方法，其特征在于，所述方法至少包括： 根據(jù)需要提取出的水印二值序列的長(zhǎng)度生成隨機(jī)碼本； 對(duì)所述隨機(jī)碼本進(jìn)行向量正交化； 對(duì)待提取水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分塊； 基于所述自適應(yīng)分塊，對(duì)所述待提取水印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第二變 換系數(shù)矩陣； 基于所述第二變換系數(shù)矩陣，確定所述待提取水印的圖像的特征向量； 求取所述特征向量與正交化后的隨機(jī)碼本中的各向量的相關(guān)性值，并根據(jù)所述特征向 量與所述正交化后的隨機(jī)碼本中每個(gè)向量相關(guān)性值的符號(hào)來(lái)確定對(duì)應(yīng)位置上的水印序列 分量。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述對(duì)待提取水印的圖像進(jìn)行自適應(yīng)分 塊具體包括： 確定所述待提取水印的圖像的第四高度和第四寬度是否均能被K整除；其中，所述K取 正整數(shù)且所述K的平方大于等于8倍的所述隨機(jī)碼本中向量的長(zhǎng)度； 若是，則將所述待提取水印的圖像分割為互不重疊、尺寸相同的KXK個(gè)自適應(yīng)分塊，其 中，所述各自適應(yīng)分塊的第五高度和第五寬度分別滿足:所述第五高度等于所述第四高度 與所述K之比，所述第五寬度等于所述第四寬度與所述K之比。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 若否，則對(duì)所述待提取水印的圖像進(jìn)行小尺度放大，計(jì)算小尺度放大之后的待提取水 印的圖像的第六高度和第六寬度，其中，所述第六高度和所述第六寬度為滿足W下條件的 最小正整數(shù):所述第六高度和所述第六寬度均能被K整除，所述第六高度、所述第六寬度分 別大于等于所述第四高度、所述第四寬度； 將所述小尺度放大后的待提取水印的圖像分割為互不重疊、尺寸相同的KXK個(gè)自適應(yīng) 分塊，其中，所述各自適應(yīng)分塊的所述第五高度和所述第五寬度分別滿足:所述第五高度等 于所述第六高度與所述K之比;所述第五寬度等于所述第六寬度與所述K之比。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于自適應(yīng)分塊，對(duì)所述待提取水 印的圖像進(jìn)行多級(jí)離散余弦變換，確定第二變換系數(shù)矩陣，具體包括： 對(duì)所述各自適應(yīng)分塊分別進(jìn)行二維離散余弦變換，確定第二離散余弦變換系數(shù)矩陣； 選取所述每一自適應(yīng)分塊內(nèi)第r行、第r列的第二離散余弦變換系數(shù)，構(gòu)建第二分塊離 散余弦變換系數(shù)矩陣，其中，所述r為偶數(shù)且表示自適應(yīng)分塊內(nèi)中低頻或中高頻的第二離散 余弦變換系數(shù)； 對(duì)所述第二分塊離散余弦變換系數(shù)矩陣進(jìn)行全局離散余弦變換處理，確定所述第二變 換系數(shù)矩陣。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二變換系數(shù)矩陣，確定 所述待提取水印的圖像的特征向量，具體包括： 基于所述第二變換系數(shù)矩陣，按照W下約束條件，提取所述特征向量的系數(shù)：（1)所述 提取的特征向量中的系數(shù)為所述第二變換系數(shù)矩陣中行、列號(hào)均為偶數(shù)位置上的系數(shù)；（2) 所述提取的特征向量中的系數(shù)在所述第二變換系數(shù)矩陣的主對(duì)角線上或者在主對(duì)角線的 一側(cè)； 根據(jù)按照所述約束條件（1)、（2)提取的所述系數(shù)，確定所述待提取水印的圖像的特征 向量。15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述求取特征向量與正交化后的隨機(jī)碼 本中的各向量的相關(guān)性值，并根據(jù)所述特征向量與所述正交化后的隨機(jī)碼本中每個(gè)向量相 關(guān)性值的符號(hào)來(lái)確定對(duì)應(yīng)位置上的水印序列分量，具體包括： 根據(jù)W下公式確定所述水印序列分量：其中，所述r表示所述水印序列，W^=[丫 0, 丫 1，…，丫 n-l];所述C( ·)是求兩個(gè)長(zhǎng)度相 同向量的相關(guān)性值的函數(shù)；;A= [a〇，ai,…，aL-i]，B= [b〇，bi，···，bL-i] 是兩個(gè)長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的一維向量;所述P/表示所述隨機(jī)碼本中第i個(gè)正交化后的向量，P/ = [P' i0，p' ii，···，p' ia-i)]; 1 = 0,1，···，n-l;所述V*表示提取出的特征向量，V*=[vo*，vi*，···， 化-1*]。16. -種數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)方法，其特征在于，所述方法至少包括： 獲取數(shù)字媒體版權(quán)信息； 使用如權(quán)利要求1至9中任一所述的方法，將所述數(shù)字媒體版權(quán)信息嵌入與所述版權(quán)信 息對(duì)應(yīng)的圖像中，實(shí)現(xiàn)數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)。17. -種數(shù)字媒體版權(quán)追蹤方法，其特征在于，所述方法至少包括： 獲取含有數(shù)字媒體版權(quán)信息的圖像； 使用如權(quán)利要求10至15中任一所述的方法，從所述圖像中提取所述數(shù)字媒體版權(quán)信 息，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述數(shù)字媒體版權(quán)的追蹤。
【文檔編號(hào)】G06T1/00GK106097237SQ201610352984
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】關(guān)虎, 張桂煊, 曾智, 劉杰, 張樹武
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所