[发明专利]基于频域数字水印算法的图像数字版权保护方法及系统

摘要

本发明的基于频域数字水印算法的图像数字版权保护方法，包含版权信息的字符信息编码成由有限个2值图像模版组合而成的图像序列，并结合图像特征点和小波变换技术将2值图像序列嵌入到影像中；为了保持算法鲁棒性，计算图像序列大小，当图像序列过大时，发出提示；为了抵抗旋转和缩放攻击，在影像的SIFT特征点的圆环傅立叶变换区域中嵌入预先设置的模版直线点。提取时，通过分析模版直线点的分布来估计影像所遭受的旋转和缩放形变参数，并用此参数恢复影像再进行提取，提取所得的水印2值图像通过和预设的模版图像匹配，根据编码算法还原为水印字符序列，并利用CRC32算法校验水印序列是否完全被提取出来。此算法具有很强的鲁棒性，解决了目前影像算法无法同时抵抗多种攻击，特别是裁剪和旋转缩放几何攻击的问题。

主权项

基于频域数字水印算法的图像数字版权保护方法，其特征在于，其包括水印嵌入步骤：S1、生成水印信息，计算所述水印信息大小和所述水印信息的CRC值，当所述水印信息过大影响水印鲁棒性时产生提示信息：将总长度不超过第一字符串长度的水印字符序列中的每个字符，编码成像素大小为第一长度乘以第一宽度的2值图像，该图像是在预定义的第一预设个数的第二长度乘以第二宽度模版图像集合中根据编码算法选取的第二预设个数的模版图像拼接而成，得到一组2值图像集合W，将该集合中的每张2值图像采用Arnold算法进行置乱处理，该集合就是待嵌入的所述水印信息；计算所述水印信息大小，当所述水印信息过大时，将所述水印信息嵌入地图块，所述水印信息鲁棒性会受到较大影响，此时产生提示信息；使用CRC32算法计算所述水印信息CRC值并保存；S2、将影像地图分块成像素大小为第三长度乘以第三宽度的块图像，得到块图像集合Block；S3、将Block中图像块作以下处理：在块图像右上角第四长度乘以第四宽度的区域中检测harris角点，选择强度最大的一个点，得到其像素坐标p(x,y)，以点p1(x+第四长度,y)为左上角，选取大小为第四长度乘以第四宽度的矩形图像块区域I，该区域即为每个图像块中水印图像的载体区域；S4、将集合W中水印2值图像wi，采用抖动量化算法，取量化步长为nStep，将wi量化到区域I的2级小波变换的逼近子图中，然后逆变换恢复区域I，放回影像原来的位置中；水印的嵌入采用冗余嵌入策略，重复嵌入；S5、将影像地图进行分块SIFT特征点检测，并筛选得到特征点坐标集合pSift；集合中的点要满足以下两个条件：(1).任意两点间的像素距离大于预设距离值；(2).点个数量尽可能多；S6、在极坐标系中，生成两条直线模版点集，记作Line1，Line2；生成Line1的参数为：角度θ1，半径r∈[r11,r12]，其中半径步长为len1，则Line1中的点个数为n1＝(r12‑r11)/len1+1；生成Line2的参数为：角度θ2，半径r∈[r21,r22]，其中半径步长为len2，则Line2中的点个数为n2＝(r22‑r21)/len2+1；其中，直线点的半径要小于预设半径值；将每条直线中的每个点关于原点对称的对称点加入到相应的直线集合中；S7、取出集合pSift中的还未处理的点为圆心，预设半径值为半径，取得影像地图中的一块区域，将RGB色彩空间转换成YUV，对Y分量进行傅立叶变换，并计算出图像幅值矩阵并进行中心化变换得到Fabs；S8、根据模版直线Line1，Line2中的点坐标对应到Fabs中，在以对应点为中心的第五长度乘以第五宽度区域中，构造峰值，修改对应点的幅值为峰值；S9、将修改后的Fabs还原为实部和虚部，然后再进行傅立叶反变换得到修改后的Y分量；将修改后的Y分量与原来的U、V分量反变换到RGB色彩空间中，最后放回原影像地图中；S10、重复执行S8至S10，直到集合pSift中所有的点处理完成。