基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106897961A(43)申请公布日2017.06.27(21)申请号201710076066.2(22)申请日2017.02.13(71)申请人苏州大学地址215123江苏省苏州市工业园区仁爱路199号申请人常熟理工学院(72)发明人陈维霞龚冬梅顾济华陈大庆顾涵(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103代理人范晴丁浩秋(51)Int.Cl.G06T1/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印方法(57)摘要本发明公开了一种基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印嵌入方法，包括：将二值水印图像通过共轭对称延拓和离散傅里叶变换(DFT)，得到二维离散实值函数F(μ,ν)，将该实值函数映射至0～255生成数字水印全息图；在载体图像I离散傅里叶变换的中频区域中嵌入数字水印全息图的矩形块，在幅度谱的中心对称的相应块嵌入相同的矩形块；将新的幅度谱和原始相位谱进行逆离散傅里叶变换，得到含水印图像IW。既简化了嵌入方法，又提高嵌入质量，该方法在鲁棒性和不可见性之间能达到很好的平衡。CN106897961ACN106897961A权利要求书1/2页1.一种基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印嵌入方法，其特征在于，包括以下步骤：S01：将二值水印图像通过共轭对称延拓和离散傅里叶变换(DFT)，得到二维离散实值函数F(μ,ν)，将该实值函数映射至0～255生成数字水印全息图；S02：在载体图像I离散傅里叶变换的中频区域中嵌入数字水印全息图的矩形块，在幅度谱的中心对称的相应块嵌入相同的矩形块；S03：将新的幅度谱和原始相位谱进行逆离散傅里叶变换，得到含水印图像IW。2.根据权利要求1所述的基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印嵌入方法，其特征在于，所述步骤S01中的二维离散实值函数F(μ,ν)由下列步骤得到：对二值水印图像w0(x,y)进行调制，调制后的水印图像为式中是由高斯随机数决定，通过调制的水印图像经过傅里叶变换，同参考光相干涉，将干涉产生的强度分布场作为嵌入的傅里叶变换全息图；设物光波f0(m,n)可用幅度分布函数A1(m,n)和相位分布函数表示，其中A1(m,n)表示图像信息，其公式为：其中，m＝1,2,…M-1；n＝1,2,…N/2-1，由物光波f0(m,n)共轭对称延拓后得到的复振幅分布为：式中，上标“*”表示复共轭，对μ为缩放比例，进行二维离散傅里叶变换为：μ＝0,1,2,…,M-1；ν＝1,2,…N-1；将式(1)、(2)代入式(3)，可得μ＝0,1,2,…,M-1；ν＝1,2,…N-1。3.根据权利要求1所述的基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印嵌入方法，其特征在于，所述步骤S02具体为：对I进行离散傅里叶变换，得到幅度谱FA(u,v)和相位谱FP；对幅度谱FA(u,v)进行对数极坐标变换(LPT)得到FA(r,θ)；2CN106897961A权利要求书2/2页将数字水印全息图的矩形块对称嵌入到FA(r,θ)的中频区域，嵌入公式为：当RL＜r＜RH时，式中：RL为极坐标系中最小半径；RH为极坐标系中最大半径；RH-RL为水印图的宽度；α为嵌入强度，W为水印信号；对进行逆对数极坐标变换(ILPT)得到4.根据权利要求3所述的基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印嵌入方法，其特征在于，所述嵌入强度α为2％。5.一种基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S01：对载体图像I和含水印图像IW分别作傅里叶变换和对数极坐标变换，得到对数极坐标下的幅度谱分别为FA(r,θ)和S02：提取水印信号W，当RL＜r＜RH时，3CN106897961A说明书1/6页基于数字全息和傅里叶梅林变换的数字水印方法技术领域[0001]本发明属于数字水印技术领域，具体地涉及一种基于数字全息和傅里叶梅林变换的抗几何攻击的数字水印嵌入和提取方法，尤其适用于打印扫描过程对水印图像的攻击。背景技术[0002]在数字水印技术领域，常用的攻击包括噪声、滤波、剪切、尺度变化、IBM(Internationalbusinessmachines)攻击、有损压缩编码及几何攻击，其中几何攻击包括对数字图像的旋转、缩放和平移变换，这些攻击方法的直接后果是破坏了数字水印检测器与数字水印的同步性，从而使检测器检测不到图像中的数字水印信号。而现有技术中普通数字图像水印技术对抗攻击鲁棒性差以及水印信息容量小，不能很好地抵抗常用的攻击手段。[0003]几何变换后水印嵌入的初始位置发生了空间上的变化，而现有大多数算法都会从水印嵌入的原始位置中提取水印，所以水印的提取在几何攻击后往往失效，因此在数