CN103325081B - 基于空间域图像数字水印的嵌入及提取方法 - Google Patents

基于空间域图像数字水印的嵌入及提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于空间域图像数字水印的嵌入及提取方法，该方法包括：获取原始图像及水印尺寸，获取水印像素序列及每一像素值与坐标位置的对应关系并将该对应关系存储到存储单元，对原始图像进行灰度转换形成灰度图像，对转换后的所述灰度图像进行分块处理，在所划分的图像块中随机选取对应水印像素个数的图像块作为随机密钥，对选取的每一图像块中第一部分的像素值之和与第二部分的像素值之和进行比较，根据一嵌入关系将水印像素序列的每个值分别嵌入到选取的图像块中，进一步通过对应的逆运算提取水印。本发明通过对原始图像做灰度化及分块处理，并根据一定函数关系嵌入及提取水印，该嵌入或提取水印的方法简单，且不易被过滤。

Description

基于空间域图像数字水印的嵌入及提取方法
技术领域
本发明涉及一种数字水印的嵌入及提取方法，尤指一种基于空间域图像的数字水印的嵌入及提取方法。
背景技术
随着互联网和多媒体技术的迅猛发展，数字媒体盗版问题也变得非常严重。数字水印作为传统加密方法的补充手段，可以有效地保护数字产品的版权。目前的数字水印添加方法通常基于DCT(Discrete Cosine Transform)域变换的数字图像水印嵌入方法，在DCT域内进行水印嵌入，将图像分块后，将嵌入的水印信号能量均匀分布到块内各个像素上，该方法具有嵌入水印复杂度高，水印容易被过滤等缺点。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种基于空间域图像的数字水印的嵌入及提取方法，使得嵌入方法简单，水印不易被过滤。
一种数字水印的嵌入方法，该方法包括：获取原始图像及水印尺寸：获取水印像素序列及每一像素值与坐标位置的对应关系并将该对应关系存储到存储单元；对原始图像进行灰度转换形成灰度图像；对转换后的所述灰度图像进行分块处理；在所划分的图像块中随机选取对应水印像素个数的图像块作为随机密钥；对选取的每一图像块中第一部分的像素值之和与第二部分的像素值之和进行比较，根据一嵌入关系将水印像素序列的每个值分别嵌入到选取的图像块中，获取水印图像，其中，所述第一部分和第二部分的像素个数相等且互不重叠。
一种数字水印的提取方法，该方法包括：获取水印图像尺寸：根据嵌入水印的转换方式将对水印图像转换成一灰度水印图像；根据与嵌入水印图像的划分方式对该灰度水印图像进行分块处理；根据保存的随机密钥地址获取水印嵌入的图像块；对每个图像块的第一部分的像素值之和与第二部分的像素值之和进行比较，根据嵌入关系的逆运算获取水印像素序列，其中，所述第一部分和第二部分的像素个数相等且互不重叠；根据预先存储的水印像素值及该像素值与坐标位置的对应关系，对水印像素序列进行升维处理，提取原始水印。
本发明基于空间域图像数字水印的嵌入和提取方法。通过对原始图像做灰度化及分块处理，并根据一定函数关系嵌入及还原水印，该嵌入或提取水印的方法简单，且不易被过滤。
附图说明
图1为本发明一实施例方式中数字水印的嵌入和提取方法的功能模块图。
图2为图1中数字水印的嵌入方法的流程图。
图3为图1中数字水印的提取方法的流程图。
主要元件符号说明
处理单元 10
存储单元 20
显示单元 30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，本发明的处理单元10对原始图像做灰度化处理，将获取的灰度图分成若干图像块，将水印信息根据一预定函数关系分别嵌入到每个图像块中，并通过对应的逆运算还原水印，并显示该水印于显示单元30。
请一并参考图2，一种基于空间域图像数字水印的嵌入方法。
水印的嵌入方法：
步骤S101：处理单元10获取所述原始图像I以及水印，该原始图像I的尺寸为N×M个像素，水印尺寸为n*m个像素。
步骤S102：处理单元10将n*m水印像素二值化，获取一维的二值化水印像素值序列，并将水印序列的每一位与坐标位置的对应关系存储到存储单元20。
步骤S103：处理单元10对N×M个像素的原始图像I进行灰度转换，对转换后的灰度图进行分块。如：将该灰度图分成N/A×M/A个图像块，使得灰度图的每个图像块内分布A×A个像素点。
步骤S104：处理单元10从灰度图所划分的N/A×M/A个图像块中随机选取对应n*m个水印像素的n*m个图像块作为随机密钥Pi(Pi＝1...N/A×M/A，i＝n*m)并将随机密钥Pi的选取地址存储到存储单元20中。
步骤S105：处理单元10对每个图像块中第一部分的像素值之和与第二部分的像素值之和进行比较，根据一函数关系将水印信息的每一个值分别嵌入到选取的图像块中，从而获取嵌入水印图像I’，其中，所述第一部分和第二部分的像素个数相等且互不重叠。
请参考图3，一种基于空间域图像数字水印的提取方法：
步骤S201：处理单元10获取所述嵌入水印图像I’，所述嵌入水印图像I’的尺寸为N×M。
步骤S202：处理单元10对嵌入水印图像I’根据嵌入水印的转换方式转换成一灰度图像，并根据与嵌入水印划分图像时同样的划分方式对该灰度图进行划分，即划分成多个具有A×A个像素的分块，从而将该灰度图分成N/A×M/A个图像块。
步骤S203：处理单元10根据保存的随机密钥Pi的选取地址获取嵌入水印的图像块。
步骤S204：处理单元10对每个图像块的第一部分的像素值之和与第二部分的像素值之和进行比较，根据对嵌入函数的逆运算获取水印像素序列Wq。
步骤S205：处理单元10根据预先记录的水印序列与坐标位置的对应关系对获取的二值水印像素序列Wq进行升维处理，提取原始水印，并显示该水印于显示单元30。
如下通过具体实施例详细说明本发明的水印嵌入及提取方法。
设定原始图像I为一彩色图像IRGB，处理单元10用原始图像IRGB和水印初始化位图(Bitmap)对象，获取所述原始图像及水印的尺寸，如：原始图像IRGB的尺寸为(512×512)，水印尺寸为(32×32)。
将32×32的水印二值化，获取一维的0、1二值化水印序列w1....w1024，并记录水印序列的每一位与像素位置的对应关系于存储单元20。
任选原始图像IRGB的三分量(R，G，B)中一个分量的灰度图IB进行3×3分块，使灰度图IB共分为512/3×512/3个图像块，其中，每个图像块的像素按顺序排列为C1.C2.C3...C9。其他实施方式中，原始图像IRGB的灰度图可为IRGB的三分量(R，G，B)的均值灰度图，或者IRGB的三分量(R，G，B)的加权平均值灰度图等。
从灰度图IB所划分的512/3×512/3图像块中随机选取32×32＝1024个图像块作为随机密钥pi(pi＝1...512/3×512/3，i＝1...1024)，并将随机密钥pi的图像块初始坐标地址存储到所述存储单元中，计算每个图像块的前三个像素值之和∑Ci(i＝1，2，3)与中间三个像素值之和∑Ci(i＝4，5，6)的差，根据以下关系将水印像素序列Wq(q＝1...1024)分别嵌入到1024个随机密钥pS中，获得水印图像I’RGB：
(∑(2PS)i-(2PS)j)＞＝0 Wq＝0
(∑(2PS+1)i-(2PS+1)i)＜0 Wq＝1
其中，(i和j分别表示一图像块内前三个像素和中间三个像素的顺序值，i＝1，2，3，j＝4，5，6，PS＝(0..(512/6*512/6)，s＝(1...1024))。
为了控制嵌入水印强度，计算块内前三个像素值之和与中间三个像素值之和的差值Dif，并设定阀值d为一大于0的整数，如果Dif＞＝0，则将所述中间三个像素值分别加上Dif/3+d，使得Dif＜0，所述处理器记录满足该函数关系的水印信息Wq＝1或0，；如果Dif＜0，则将块内前三个像素值分别加上Dif/3+d，使得Dif＞＝0，所述处理器记录满足该函数关系的水印像素值Wq＝0或1，其他实施方式中，可根据用户定义的其他函数关系将水印序列嵌入到原始图像中。
Dif＝|∑(2PS)i-(2PS)j|i＝1，2，3.j＝4，5，6 PS＝(0..(512/6*512/6)-1，s＝(1...1024)。
Dif＝|∑(2PS+1)i-(2PS+1)j|i＝1，2，3，j＝4，5，6，PS＝(0..(512/6*512/6)-1，s＝(1...1024)。
水印提取时，对水印嵌入过程进行逆运算。
处理单元10用水印图像I’RGB初始化位图(Bitmap)对象，获取所述水印图像的尺寸(512×512)。
根据水印图像I’RGB的三分量(R，G，B)中一个分量的灰度图I’B进行3×3分块，使灰度图I’B共分为512/3×512/3个图像块，其中，每个图像块的像素按顺序排列为C1.C2.C3...C9。
根据存储单元存储的随机密钥pi的图像块初始坐标地址，查找水印的嵌入位置。
计算所查找的每个图像块的前三个像素值之和∑Ci(i＝1，2，3)与中间三个像素值之和∑Ci(i＝4，5，6)的差，满足如下关系，从而获取水印像素序列。
(∑(2PS)i-(2PS)j)＜0 Wq＝0
(∑(2PS+1)i-(2PS+1)i)＞＝0 Wq＝1
其中，(q∈1...1024，Wq表示在一图像块中所嵌入水印像素的值，i和j分别表示一图像块内前三个像素和中间三个像素的顺序值，i＝1，2，3，j＝4，5，6，PS＝(0..(512/6*512/6)-1，s＝(1...1024))。
对获取的0，1二值水印像素序列Wq(q＝1...1024)，根据记录的水印像素序列Wq与坐标位置的对应关系，对二值水印序列进行升维处理，还原初始水印。
本发明基于空间域图像数字水印的嵌入和提取方法。通过对原始图像做灰度化及分块处理，并根据一定函数关系嵌入及还原水印，该嵌入或提取水印的方法简单，且不易被过滤。

Claims (6)

1.一种数字水印的嵌入方法，该方法包括：
获取原始图像及水印尺寸：
获取水印像素序列及每一像素值与坐标位置的对应关系并将该对应关系存储到存储单元；
对原始图像进行灰度转换形成灰度图像；
对转换后的所述灰度图像进行分块处理；
在所划分的图像块中随机选取对应水印像素个数的图像块作为随机密钥；
对选取的每一图像块中第一部分的像素值之和与第二部分的像素值之和进行比较，根据一嵌入关系将水印像素序列的每个值分别嵌入到选取的图像块中，获取水印图像，其中，所述第一部分和第二部分的像素个数相等且互不重叠。
2.如权利要求1所述的嵌入方法，还包括步骤：将水印二值化，获取一维的二值化水印序列，并记录水印序列的每一位与坐标位置的对应关系。
3.如权利要求1所述的嵌入方法，还包括步骤：任选原始图像的三分量(R，G，B)中一个分量的灰度图进行A×A分块，使得灰度图的每个图像块内分布A×A个像素点。
4.如权利要求1所述的嵌入方法，还包括步骤：计算每个图像块的前三个像素值之和与中间三个像素值之和的差Dif，并设定阀值d为一大于0的整数；如果Dif>＝0，则将所述中间三个像素值分别加上Dif/3+d，使得Dif<0，并记录满足该关系的嵌入水印信息Wq＝1或0；如果Dif<0，则将块内前三个像素值分别加上Dif/3+d，使得Dif>＝0，并记录满足该关系的嵌入水印信息Wq＝0或1。
5.一种数字水印的提取方法，该方法包括：
获取水印图像尺寸：
根据嵌入水印的转换方式将对水印图像转换成一灰度水印图像；
根据与嵌入水印图像的划分方式对该灰度水印图像进行分块处理；
根据保存的随机密钥地址获取水印嵌入的图像块；
对每个图像块的第一部分的像素值之和与第二部分的像素值之和进行比较，根据嵌入关系的逆运算获取水印像素序列，其中，所述第一部分和第二部分的像素个数相等且互不重叠；
根据预先存储的水印像素值及该像素值与坐标位置的对应关系，对水印像素序列进行升维处理，提取原始水印并显示该水印于显示单元。
6.如权利要求5所述的提取方法，该方法包括：计算每个图像块的前三个像素值之和与中间三个像素值之和的差Dif；如果Dif<0，则获取嵌入水印像素值Wq＝1或0；如果Dif>＝0，则获取嵌入水印像素值Wq＝0或1，从而获取水印像素序列。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105898324A (zh) * 2015-12-07 2016-08-24 乐视云计算有限公司 视频水印隐藏插入方法及装置
CN106651874B (zh) * 2016-12-08 2019-06-28 温州医科大学 基于多模态mri数据的脑瘤术后空间域分割方法
US9959586B1 (en) * 2016-12-13 2018-05-01 GoAnimate, Inc. System, method, and computer program for encoding and decoding a unique signature in a video file as a set of watermarks
CN109996028A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 浙江宇视科技有限公司 监控显示设备和水印添加方法
CN110570341A (zh) * 2018-06-05 2019-12-13 南京工业大学 通道末值隐写数字水印
CN111652788A (zh) * 2020-06-05 2020-09-11 山东汇贸电子口岸有限公司 数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质
CN112862654B (zh) * 2021-01-26 2022-08-30 合肥工业大学 基于关系型和线性内插相结合的盲水印嵌入和提取方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1945623A (zh) * 2006-10-26 2007-04-11 丹东东方测控技术有限公司 数字图像分块局部加密的可去除可见水印方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6504941B2 (en) * 1998-04-30 2003-01-07 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for digital watermarking of images
US7245740B2 (en) * 2003-07-01 2007-07-17 Oki Electric Industry Co., Ltd. Electronic watermark embedding device, electronic watermark detection device, electronic watermark embedding method, and electronic watermark detection method
KR20050078767A (ko) * 2004-02-02 2005-08-08 삼성전자주식회사 디지털 영상 워터마킹 장치 및 그 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1945623A (zh) * 2006-10-26 2007-04-11 丹东东方测控技术有限公司 数字图像分块局部加密的可去除可见水印方法

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