CN111652788A - 数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质 - Google Patents

数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN111652788A
CN111652788A CN202010504016.1A CN202010504016A CN111652788A CN 111652788 A CN111652788 A CN 111652788A CN 202010504016 A CN202010504016 A CN 202010504016A CN 111652788 A CN111652788 A CN 111652788A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel point
pixel
embedded image
embedded
block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010504016.1A
Other languages
English (en)
Inventor
桑新靖
路海龙
任秋峥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Huimao Electronic Port Co Ltd
Original Assignee
Shandong Huimao Electronic Port Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Huimao Electronic Port Co Ltd filed Critical Shandong Huimao Electronic Port Co Ltd
Priority to CN202010504016.1A priority Critical patent/CN111652788A/zh
Publication of CN111652788A publication Critical patent/CN111652788A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0021—Image watermarking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2201/00—General purpose image data processing
    • G06T2201/005—Image watermarking
    • G06T2201/0052—Embedding of the watermark in the frequency domain
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2201/00—General purpose image data processing
    • G06T2201/005—Image watermarking
    • G06T2201/0065—Extraction of an embedded watermark; Reliable detection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质，属于数字水印嵌入及提取技术领域，本发明的要解决的技术问题为如何在不降低产品质量的情况下，在图像中嵌入水印。其嵌入方法包括如下步骤：将原始图像分解为多个图像块；对于每个图像块进行DCT变换，并选择位置，得到变换后图像块；将水印图像转换为一维向量；对于每个变换后图像块分别嵌入水印，得到嵌入图像块；对于每个嵌入图像块，进行检测；对于每个嵌入图像块进行IDCT变换，得到嵌入图像。提取方法，从嵌入图像中提取水印图像，所述嵌入图像为上述嵌入方法得到的嵌入图像。

Description

数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质
技术领域
本发明涉数字水印嵌入及提取技术领域，具体地说是一种数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质。
背景技术
云计算是近年来IT基础设施领域最热门的话题之一，其对计算、网络、存储等各种资源的虚拟化抽象，为用户提供了极为方便的资源使用方式和灵活的资源扩展能力。同时计算机通信网络和信息处理技术的快速发展，多媒体信息在社会中所占的比重作用越来越大，在互联网上，每一位用户都可以随时随地发布自己的多媒体作品(主要形式有图像、音频、视频)、进行网络交流，或其他有关个人隐私的操作。因此引发出许多信息安全的问题，例如版权所有者A所发布的数字多媒体作品在互联网上进行传播的时候，非版权所有者B可以很容易的任意复制、修改、处理、公开、传播，从而侵犯了A的合法权益。故随着通信网络和信息处理技术的发展，用户的信息安全问题、由盗版问题引起的版权纠纷问题日益增多，并且影响着人们的生活。所以对于数字媒体作品来说，不仅仅需要有法律上的保护，更需要有技术上的支持。
数字水印的分类方式也有不少，这里介绍三种数字水印，分别为脆弱水印、半脆弱水印、鲁棒水印。脆弱水印：会轻易遭到破坏，主要用于对多媒体作品内容的完整性保护和认证，这类水印是将不可见的信息尽可能地嵌入到多媒体作品中。嵌入的水印信息会跟着多媒体作品内容的转变而产生的转变。半脆弱水印：虽说是可以抵抗一些常规的信号处理操作。如JPEG压缩、少量加噪声等。但是经受攻击后，会遭到损坏。鲁棒水印：当版权纠纷问题出现时，原创者或所有者可以根据其中嵌入的相关信息表示作品的合法所有权；当有用户违法相关协议转而为盗版提供多媒体产品是，可以根据序列号进行追踪。一般平常来说，具备很强壮的鲁棒性和安全性的数字水印才可以用于版权保护，除了可以应对一般的信号处理操作，还应当有一定的抵抗恶意攻击的能力。
在云计算快速发展的当今社会，数字水印可以用于数字防伪，通过云端实现对多媒体数字作品的篡改鉴定和内容完整性保护，防止产生一些不必要的纠纷。对于数字水印的相关研究，仍然拥有现实意义。
基于上述如何在不降低产品质量的情况下，在图像中嵌入水印，是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质，来解决如何在不降低产品质量的情况下，在图像中嵌入水印的问题。
第一方面，本发明提供一种数字水印嵌入方法，包括如下步骤：
对原始图像进行分块处理，将原始图像分解为多个图像块；
对于每个图像块进行DCT变换，并选择位置，得到变换后图像块；
改变水印信息形式，将水印图像转换为一维向量；
嵌入水印，对于每个变换后图像块分别嵌入水印，得到嵌入图像块；
对于每个嵌入图像块，进行检测，检测步骤如下：
(1)、如果嵌入的像素点为黑色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤(2)，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
如果嵌入的像素点为白色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤S500，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
上述第一像素点和第二像素点为从嵌入图像块任意选取的两个像素点；
(2)、检测嵌入图像块的dct_block中第一像素点和第二像素点的差值是否在k和2k之间，如果不在，执行步骤(3)进行调整，以将第一像素点和第二像素点的差值控制在k和2k之间，所述k为预设的嵌入强度；
(3)、当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
进行检测后，对于每个嵌入图像块进行IDCT变换，得到嵌入图像。
作为优选，所述水印图像为二值图像。
作为优选，步骤S100中对原始图像进行分块之前，对原始图像进行图像处理，将原始图像转换为灰度图像。
第二方面，本发明提供一种数字水印嵌入系统，用于通过如第一方面任一项所述的数字水印嵌入方法，将水印图像嵌入原始图像中得到嵌入图像，所述系统包括：
图像处理模块，所述图像处理模块用于对原始图像进行预处理，将原始图像变换为灰度图像，并对变换后原始图像进行分块，将原始图像分解为多个图像块；
图像变换模块，所述图像变换模块用于对每个图像块进行DCT变换，得到变换后图像块；
水印处理模块，所述水印处理模块用于改变水印信息形式，将水印图像转换为一维向量；
检测模块，所述检测模块用于对于每个嵌入图像块，进行检测，检测步骤如下：
(1)如果嵌入的像素点为黑色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤(2)，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
如果嵌入的像素点为白色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤(2)，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
上述第一像素点和第二像素点为从嵌入图像块任意选取的两个像素点；
(2)、检测嵌入图像块的dct_block中第一像素点和第二像素点的差值是否在k和2k之间，如果不在，执行步骤S(3)进行调整，以将第一像素点和第二像素点的差值控制在k和2k之间，所述k为预设的嵌入强度；
(3)、当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
逆变换模块，所述逆变换模块用于对每个嵌入图像块进行IDCT变换，得到嵌入图像。
第三方面，本发明提供一种数字水印提取方法，从嵌入图像中提取水印图像，所述嵌入图像为通过如第一方面任一项所述的数字水印嵌入方法得到的嵌入图像，所述提取方法包括如下步骤：
对嵌入水印图像嵌入图像进行分块处理，将嵌入图像划分为多个嵌入水印图嵌入图像块；
对每个嵌入图像块分别进行DCT变换，得到变换后嵌入图像块；
对于每个变换后嵌入图像块提取水印，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值大于等于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的黑色像素点，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值小于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的白色像素点；
将上述变换后嵌入图像块提取的水印进行合并，重新排列得到的水印图像，计算归一化相关系数。
第四方面，本发明提供一种数字水印提取系统，用于通过如第三方面所述的数字水印提取方法，从嵌入图像中提取水印图像，所述系统包括：
图像处理模块，所述图像处理模块用于对嵌入水印图像嵌入图像进行分块处理，将嵌入图像划分为多个嵌入图像块；
图像变换模块，所述图像变换模块用于对每个嵌入图像块分别进行DCT变换，得到变换后嵌入图像块；
水印提取模块，所述水印提取模块用于执行如下步骤提取水印：对于每个变换后嵌入图像块提取水印，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值大于等于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的黑色像素点，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值小于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的白色像素点；
水印合并模块，所述水印合并模块用于将上述变换后嵌入图像块提取的水印进行合并，重新排列得到的水印图像，计算归一化相关系数。
第五方面，本发明提供一种装置，包括：
至少一个存储器，所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
至少一个处理器，所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行第一方面中任一所述的方法。
第六方面，本发明提供一种介质，为计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行第一方面任一所述的方法。
第七方面，本发明提供一种装置，包括：
至少一个存储器，所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
至少一个处理器，所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行第三方面所述的方法。
第八方面，本发明提供一种介质，为计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行第三方面所述的方法。
本发明的一种数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质具有以下优点：
1、将原始图分块后，对于每个图像块进行DCT变换后，每个变换后图像块分别嵌入水印，DCT变换是最小均方误差条件得出的最佳正交变换，离散余弦变换的变换核是余弦函数，计算速度较快，具有较好的保密性能，能保证水印的不可见性，并保持较好的鲁棒性；
2、将嵌入图像分块后，对每个嵌入图像块分别进行DCT变换，每个嵌入图像块中提取水印，重新排列得到的水印图像，计算归一化相关系数，该提取出来的水印图像与原始水印图像之间的归一化相关系数NC＝0.9984，比较接近于1，能够明显识别出原始水印信息，说明该提取算法能比较好的从未遭受过攻击的包含水印的载体图像中恢复原始水印信图像。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为实施例1一种数字水印嵌入方法的流程框图；
图2为实施例2一种数字水印提取方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例中的“多个”，是指两个或两个以上。
本发明实施例提供一种数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质，用于解决如何在不降低产品质量的情况下，在图像中嵌入水印的技术问题。
实施例1：
如图1所示，本发明实施例提供了一种数字水印嵌入方法，该方法包括以下步骤：
S100、对原始图像进行分块处理，将原始图像分解为多个图像块；
S200、对于每个图像块进行DCT变换，并选择位置，得到变换后图像块；
S300、改变水印信息形式，将水印图像转换为一维向量；
S400、嵌入水印，对于每个变换后图像块分别嵌入水印，得到嵌入图像块；
S500、对于每个嵌入图像块，进行检测，检测步骤如下：
S510、如果嵌入的像素点为黑色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤S510，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，执行步骤S510；
如果嵌入的像素点为白色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤S500，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，执行步骤S510；
上述第一像素点和第二像素点为从嵌入图像块任意选取的两个像素点；
S520、检测嵌入图像块的dct_block中第一像素点和第二像素点的差值是否在k和2k之间，如果不在，执行步骤S530进行调整，以将第一像素点和第二像素点的差值控制在k和2k之间，所述k为预设的嵌入强度；
S530、当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
S600、对于每个嵌入图像块进行IDCT变换，得到嵌入图像。
其中，水印图像为二值图像，在步骤S100中，对原始图像进行分块之前，对原始图像进行图像处理，将原始图像转换为灰度图像。
在本实施例中原始图像M的尺寸是512×512，水印图像W为尺寸为64×64的二值图像。在进行水印的嵌入时主要步骤如下：
(1)对原始图像M进行分块处理，将其分解为(512/8)×(512/8)共4096个8×8的方块B；
(2)对每一个方块B做DCT变换：dct_block＝dct2(B)；
(3)改变是水印信息形式，将水印图像转换为一维向量message_pad；
(4)在全部的分块中嵌入水印信息。如果嵌入的像素点为黑色像素点，且该块的dct_block中(5，2)<(4，3)，先将其进行交换，然后转到第5步；否则，转到第5步。如果嵌入的像素点为白色像素点，且(5，2)>＝(4，3)，同样先将其进行交换，再转到第5步；否则，直接转到第5步；
(5)检测当前嵌入块的dct_block中(5，2)、(4，3)二者的差值是否在k与2k之间。假如不是，根据6的规则进行调整，将两者的差值控制在k与2k之间，其中，k为嵌入强度；
(6)当dct_block(5,2)>dct_block(4,3)时，若二者的差值小于k，较大的加上k/2，较小的减去k/2；若二者差值大于2*k，较大的减去k/2，较小的加上k/2；
当dct_block(5,2)<dct_block(4,3)时，若二者的差值小于k，较大的加上k/2，较小的减去k/2；若二者差值大于2*k，较大的减去k/2，较小的加上k/2。
(7)将嵌入水印的图像块进行IDCT变换。
实施例2：
本发明实施例提供一种数字水印嵌入系统，用于通过实施例1公开的数字水印嵌入方法，将水印图像嵌入原始图像中得到嵌入图像，该系统包括图像处理模块、图像变换模块、水印处理模块、调整模块以及逆变换模块。
图像处理模块用于对原始图像进行预处理，将原始图像变换为灰度图像，并对变换后原始图像进行分块，将原始图像分解为多个图像块。
图像变换模块用于对每个图像块进行DCT变换，得到变换后图像块。
水印处理模块用于改变水印信息形式，将水印图像转换为一维向量。
检测模块，用于对于每个嵌入图像块进行检测，检测步骤如下：
对于每个变换后图像块分别嵌入水印，得到嵌入图像块，对于每个嵌入图像块，进行如下检测：
(1)如果嵌入的像素点为黑色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤(2)，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
如果嵌入的像素点为白色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤(2)，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
上述第一像素点和第二像素点为从嵌入图像块任意选取的两个像素点；
(2)、检测嵌入图像块的dct_block中第一像素点和第二像素点的差值是否在k和2k之间，如果不在，执行步骤S(3)进行调整，以将第一像素点和第二像素点的差值控制在k和2k之间，所述k为预设的嵌入强度；
(3)、当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
逆变换模块用于对每个嵌入图像块进行IDCT变换，得到嵌入图像。
实施例3：
如图2所示，本发明实施例提供一种数字水印提取方法，从嵌入图像中提取水印图像，该嵌入图像为通过实施例1公开的数字水印嵌入方法得到的嵌入图像，该提取方法包括如下步骤：
L100、对嵌入水印图像嵌入图像进行分块，将嵌入水印图像嵌入图像划分为多个嵌入水印图嵌入图像块；
L200、对每个嵌入图像块分别进行DCT变换，得到变换后嵌入图像块；
L300、对于每个变换后嵌入图像块提取水印，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值大于等于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的黑色像素点，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值小于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的白色像素点；
L400、重新排列得到的水印图像，计算归一化相关系数。
本实施例中，已经嵌入了水印信息的图像为M’，如今要从M’中把已经嵌入的水印信息提取出来，提取步骤如下：
(1)将嵌入水印信息的图像M’分成8×8的方块，方块个数为(512/8)×(512/8)；
(2)对每一块进行DCT变换；
(3)分块提取水印信息。如果dct_block(5,2)-dct_block(4,3)>＝k即是嵌入了水印的黑色像素，反之则是嵌入了白色像素；
(4)将上述分块提取的水印信息进行合并，重新排列得到水印图像，计算归一化相关系数NC。
提取出水印图像后，通常情况下要比较提取出来的水印图像与原始水印图像的相似度。提取出来的水印图像与原始水印图像之间的归一化相关系数NC＝0.9984，比较接近于1，能够明显识别出原始水印信息，说明该提取算法能比较好的从未遭受过攻击的包含水印的载体图像中恢复原始水印信图像。
实施例4：
本发明实施例提供一种数字水印提取系统，用于通过实施例3公开的数字水印提取方法，从嵌入图像中提取水印图像，该系统包括图像处理模块、图像变换模块、水印提取模块和水印合并模块。
图像处理模块用于对嵌入图像进行分块，将嵌入图像划分为多个嵌入图像块。
图像变换模块用于对每个嵌入图像块分别进行DCT变换，得到变换后嵌入图像块。
水印提取模块用于执行如下步骤提取水印：对于每个变换后嵌入图像块提取水印，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值大于等于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的黑色像素点，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值小于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的白色像素点。
水印合并模块用于将上述变换后嵌入图像块提取的水印进行合并，重新排列得到的水印图像，计算归一化相关系数。
实施例5：
本发明实施例还提供了一种装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；上述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；上述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行本发明实施例1公开的一种数字水印嵌入方法。
实施例6：
本发明实施例还提供了一种介质，为一种计算机可读介质，该计算机可读介质上存储有计算机指令，计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明实施例1公开的一种数字水印嵌入方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
实施例7：
本发明实施例还提供了一种装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；上述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；上述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行本发明实施例2公开的一种数字水印提取方法。
实施例8：
本发明实施例还提供了一种介质，为一种计算机可读介质，该计算机可读介质上存储有计算机指令，计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明实施例3公开的一种数字水印提取方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.数字水印嵌入方法，其特征在于包括如下步骤：
对原始图像进行分块处理，将原始图像分解为多个图像块；
对于每个图像块进行DCT变换，并选择位置，得到变换后图像块；
改变水印信息形式，将水印图像转换为一维向量；
嵌入水印，对于每个变换后图像块分别嵌入水印，得到嵌入图像块；
对于每个嵌入图像块，进行检测，检测步骤如下：
(1)、如果嵌入的像素点为黑色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤(2)，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
如果嵌入的像素点为白色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤S500，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
上述第一像素点和第二像素点为从嵌入图像块任意选取的两个像素点；
(2)、检测嵌入图像块的dct_block中第一像素点和第二像素点的差值是否在k和2k之间，如果不在，执行步骤(3)进行调整，以将第一像素点和第二像素点的差值控制在k和2k之间，所述k为预设的嵌入强度；
(3)、当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
进行检测后，对于每个嵌入图像块进行IDCT变换，得到嵌入图像。
2.根据权利要求1所述的数字水印嵌入方法，其特征在于所述水印图像为二值图像。
3.根据权利要求2所述的数字水印嵌入方法，其特征在于步骤S100中对原始图像进行分块之前，对原始图像进行图像处理，将原始图像转换为灰度图像。
4.数字水印嵌入系统，其特征在于用于通过如权利要求1-3任一项所述的数字水印嵌入方法，将水印图像嵌入原始图像中得到嵌入图像，所述系统包括：
图像处理模块，所述图像处理模块用于对原始图像进行预处理，将原始图像变换为灰度图像，并对变换后原始图像进行分块，将原始图像分解为多个图像块；
图像变换模块，所述图像变换模块用于对每个图像块进行DCT变换，得到变换后图像块；
水印处理模块，所述水印处理模块用于改变水印信息形式，将水印图像转换为一维向量；
检测模块，所述检测模块用于对于每个嵌入图像块进行检测，检测步骤如下：
(1)如果嵌入的像素点为黑色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤(2)，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
如果嵌入的像素点为白色像素点，嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于等于第二像素点的像素值，则将第一像素点和第二像素点进行交换，然后执行步骤(2)，如果嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点的像素值，执行步骤(2)；
上述第一像素点和第二像素点为从嵌入图像块任意选取的两个像素点；
(2)、检测嵌入图像块的dct_block中第一像素点和第二像素点的差值是否在k和2k之间，如果不在，执行步骤S(3)进行调整，以将第一像素点和第二像素点的差值控制在k和2k之间，所述k为预设的嵌入强度；
(3)、当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值大于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
当嵌入图像块的dct_block中第一像素点的像素值小于第二像素点像素值时，如果第一像素点和第二像素点的差值小于k，将较大的像素点的像素值加k/2，将较小的像素点的像素值减k/2；如果第一像素点和第二像素点的差值大于2*k，将较大的像素点的像素值减k/2，将较小的像素点的像素值加k/2；
逆变换模块，所述逆变换模块用于对每个嵌入图像块进行IDCT变换，得到嵌入图像。
5.数字水印提取方法，其特征在于从嵌入图像中提取水印图像，所述嵌入图像为通过如权利要求1-3任一项所述的数字水印嵌入方法得到的嵌入图像，所述提取方法包括如下步骤：
对嵌入水印图像嵌入图像进行分块处理，将嵌入图像划分为多个嵌入水印图嵌入图像块；
对每个嵌入图像块分别进行DCT变换，得到变换后嵌入图像块；
对于每个变换后嵌入图像块提取水印，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值大于等于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的黑色像素点，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值小于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的白色像素点；
将上述变换后嵌入图像块提取的水印进行合并，重新排列得到的水印图像，计算归一化相关系数。
6.数字水印提取系统，其特征在于用于通过如权利要求5所述的数字水印提取方法，从嵌入图像中提取水印图像，所述系统包括：
图像处理模块，所述图像处理模块用于对嵌入水印图像嵌入图像进行分块处理，将嵌入图像划分为多个嵌入图像块；
图像变换模块，所述图像变换模块用于对每个嵌入图像块分别进行DCT变换，得到变换后嵌入图像块；
水印提取模块，所述水印提取模块用于执行如下步骤提取水印：对于每个变换后嵌入图像块提取水印，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值大于等于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的黑色像素点，如果变换后嵌入图像块中第一像素点和第二像素点的差值小于k，则变换后嵌入图像块为嵌入了水印的白色像素点；
水印合并模块，所述水印合并模块用于将上述变换后嵌入图像块提取的水印进行合并，重新排列得到的水印图像，计算归一化相关系数。
7.装置，其特征在于，包括：
至少一个存储器，所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
至少一个处理器，所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行权利要求1至3中任一所述的方法。
8.介质，为计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1至3任一所述的方法。
9.装置，其特征在于，包括：
至少一个存储器，所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
至少一个处理器，所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行权利要求5所述的方法。
10.介质，为计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求5所述的方法。
CN202010504016.1A 2020-06-05 2020-06-05 数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质 Pending CN111652788A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010504016.1A CN111652788A (zh) 2020-06-05 2020-06-05 数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010504016.1A CN111652788A (zh) 2020-06-05 2020-06-05 数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111652788A true CN111652788A (zh) 2020-09-11

Family

ID=72347308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010504016.1A Pending CN111652788A (zh) 2020-06-05 2020-06-05 数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111652788A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030095682A1 (en) * 2001-11-20 2003-05-22 Sanghyun Joo Apparatus and method for embedding and extracting digital watermarks based on wavelets
CN102609889A (zh) * 2011-01-20 2012-07-25 北京中盈信安科技发展有限责任公司 一种图像数字水印嵌入方法及其检测方法
CN103325081A (zh) * 2012-03-20 2013-09-25 富泰华工业（深圳）有限公司 基于空间域图像数字水印的嵌入及提取方法
CN108765256A (zh) * 2018-07-10 2018-11-06 天津工业大学 基于人类视觉掩盖的一种dct变换的数字水印嵌入方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030095682A1 (en) * 2001-11-20 2003-05-22 Sanghyun Joo Apparatus and method for embedding and extracting digital watermarks based on wavelets
CN102609889A (zh) * 2011-01-20 2012-07-25 北京中盈信安科技发展有限责任公司 一种图像数字水印嵌入方法及其检测方法
CN103325081A (zh) * 2012-03-20 2013-09-25 富泰华工业（深圳）有限公司 基于空间域图像数字水印的嵌入及提取方法
CN108765256A (zh) * 2018-07-10 2018-11-06 天津工业大学 基于人类视觉掩盖的一种dct变换的数字水印嵌入方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tao et al. Robust image watermarking theories and techniques: A review
Bartolini et al. Image authentication techniques for surveillance applications
Lu et al. Structural digital signature for image authentication: an incidental distortion resistant scheme
US8355525B2 (en) Parallel processing of digital watermarking operations
JP3789069B2 (ja) 電子透かし埋め込み装置及び方法及びプログラム及び記憶媒体、及び電子透かし抽出装置及び方法及びプログラム及び記憶媒体
JP4767927B2 (ja) デジタル信号の保護を容易にする方法
Barni et al. A general framework for robust watermarking security
Perwej et al. An Adaptive Watermarking Technique for the copyright of digital images and Digital Image Protection
Chandramouli et al. Digital watermarking
Dittmann et al. Media-independent Watermarking Classification and the need for combining digital video and audio watermarking for media authentication
Parah et al. StegNmark: a joint Stego-watermark approach for early tamper detection
CN111652788A (zh) 数字水印嵌入方法及系统、提取方法及系统、装置及介质
Yeo et al. Block-based image authentication algorithm using reversible watermarking
Hsieh et al. An image authentication scheme based on digital watermarking and image secret sharing
Avila-Domenech et al. Dual watermarking for handwritten document image authentication and copyright protection for JPEG compression attacks
Bruce A review of digital watermarking
Mohamed et al. RST robust watermarking schema based on image normalization and DCT decomposition
Abdelhedi et al. Toward a Novel LSB-based Collusion-Secure Fingerprinting Schema for 3D Video
Ramos et al. Watermarking-based image authentication system in the discrete wavelet transform domain
CN114971993A (zh) 一种基于云处理的扩频技术数字水印方法及系统
Zhang et al. An image authentication scheme based on correlation
Liu et al. BiFPro: A Bidirectional Facial-data Protection Framework against DeepFake
Sen et al. An algorithm for digital watermarking of still images for copyright protection
Madhusudhan et al. Combining digital signature with local binary pattern-least significant bit steganography techniques for securing medical images
Akeem et al. A Framework for Multimedia Data Hiding (Security)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination