CN1604612A - 一种基于独立分量分析的静止图像数字水印检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于图像处理技术领域。本发明的主要内容是对采用v′＝v+aw的调制方式嵌入到图像中的水印进行检测；在水印提取的时候，将待检测的图像转换到水印的嵌入域，获得嵌入了水印的系数；再从原始图像中得到相应域上的对应系数；将这两部分数据进行独立分量分解，从而得到要检测的水印。它解决了现有技术存在的检测效果差、鲁棒性低的缺点。本发明具有检测效果好、鲁棒性高等优点。

Description

一种基于独立分量分析的静止图像数字水印检测方法

(一)技术领域

本发明涉及一种数字图像水印的检测方法，属于图像处理技术领域。

(二)技术背景

随着多媒体数字产品在社会和网络上的广泛普及，出现了很多关于多媒体数字产品的盗版和侵权行为，使得这些数字多媒体产品的版权受到了极大的侵犯。数字水印就是现在解决数字版权问题的主要方法。它在不被人察觉的情况下，在多媒体产品中隐藏或嵌入能够表示版权的信息，然后通过对版权信息的提取、确认来达到对于数字产品版权的认证和保护。数字水印最基本的要求就是鲁棒性，即水印在经过常见的信号处理以后，仍然能够正确的提取、检测；甚至在恶意或者是故意攻击的情况下，都能够进行正确地提取和检测。

图像是数字产品中最常见的形式，如何保护图像的版权问题成为数字水印的主要研究方向。嵌入方式中最简便的形式是ν′＝ν+αw，其中ν和ν′分别表示原始的和嵌入水印的数据(空间域或者是变换域上的)，w表示嵌入的水印，α是水印嵌入的强度。现在对于这种嵌入方式嵌入的水印，在进行水印检测的时候通常采用待检测数据和原始数据直接相减的方式进行检测。在常见的图像处理和水印攻击下，这种检测方式的检测效果并不好，使得相应的水印方法的鲁棒性也降低。

(三)发明内容

为了解决现有技术方法存在的缺点，本发明提出一种基于独立分量分析的检测方法，通过将待检测数据和原始数据进行独立分量分解，取得更好的水印检测效果，从而提高水印方案的鲁棒性。

本发明是由如下技术方案实现的。

本发明的方法对于采用ν′＝ν+αw方式嵌入的水印进行检测，在检测水印的时候，具体步骤如下：

将待检测图像按照原来水印检测的要求，转换到水印的嵌入域，并且获得嵌入域上的嵌入了水印的数据；把待检测图像中的嵌入了水印的数据和原始图像中嵌入域上的相应数据，作为独立分量分解的输入信号，进行独立分量分解，从而得到要检测的水印。检测流程如附图1所示。

为了验证检测到的水印的真实性，利用下面的公式，计算检测到的水印M′与原始水印M的相关度：

$p=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}M\left(i\right)\·M^{\′}\left(i\right)/\mathrm{sqrt}\left(\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\left(M^{\′}\left(i\right)\right)}^2\right)$

计算得到的相关度P越大，检测的效果就越好。其中sqrt表示求算术平方根。

总之，采用本发明可以针对所有采用ν′＝ν+αw方式嵌入的静止图像水印进行水印的检测，并且能够比直接相减的方法更好地检测水印，从而能够提高相应方案的鲁棒性。

(四)附图说明

图1是基于独立分量分析的静止图像数字水印检测方法的流程图。

图2是原始图像。

(五)具体实施方式

实施例

选取大小为256×256的标准lena图像为原始图像，如附图2。选取符合标准正态分布、随机状态为300的伪随机序列为水印，长度为1024。对原始图像选取db1小波，进行2级离散小波分解，将分解得到的2阶逼近子图进行离散余弦变换分解后，再进行Zig-Zag扫描，在得到的系数序列上从第30个系数开始向后选取1024个系数(与水印序列长度相等)，按照ν′＝ν+αw方式进行水印的嵌入，水印嵌入强度α为0.06。用嵌入了水印的系数代替原来的系数，然后进行相应的逆处理和反变换，就得到嵌入了水印的图像。

提取水印的时候，先将待检测图像选取db1小波，进行2级离散小波分解，把它转换到水印嵌入域，得到相应的嵌入了水印的系数；然后，再结合原始图像中相应的系数，进行独立分量分解，就得到了要检测的水印。

在下面的各种情况中：(1)压缩比为1∶30的JPEG压缩；(2)均值为0，方差为0.09的高斯噪声；(3)压缩比为1∶49的JPEG2000压缩；(4)逆时针旋转1.2度；(5)在图像顶部和底部分别剪去3行；(6)图像缩小为原来的一半，分别用本发明中的检测方法和直接进行相减的方法进行水印检测，得到的检测到的水印和原始水印的相关系数比较如下：

	JPEG压缩	高斯噪声	JPEG2000压缩	旋转	剪切	尺寸变换
							本发明方法	8.6222	6.7391	13.9454	5.7205	5.1457	12.6497
直接相减方法	8.4963	4.5851	13.8365	5.5639	5.0977	12.5787

针对加入高斯噪声的情况，选用不同的嵌入强度、不同的嵌入起始位置点嵌入，在不同的噪声方差情况下，进行水印检测。用本发明中的检测方法和直接相减的检测方法得到的水印相关系数比较如下：

高斯噪声方差		0.06	0.07	0.08	0.09
						α＝0.06K＝35	本发明方法	7.03	6.53	6.13	5.85
直接相减的方法	5.40	4.77	4.26	3.81
					α＝0.047K＝30		本发明方法	6.47	6.11	5.86	5.54
直接相减的方法	4.84	4.35	3.99	3.66

从两种方法得到检测结果的比较，可以明显看出，利用本发明的检测方法得到了比直接相减法更好的检测结果，从而提高了相应的水印方法的鲁棒性。

Claims (1)

1.一种基于独立分量分析的静止图像数字水印检测方法，用于检测以v′＝v+αw方式嵌入的水印，其特征是：先将待检测图像转换到水印嵌入域，然后把原始数据和嵌入了水印的数据作为独立分量分析的输入信号，进行独立分量分解，从而得到要检测的水印。

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