一种在数字媒体上水印提取的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种在数字媒体上水印提取的方法和装置，包括以下步骤：对嵌入水印的数字图像或视频分块，并对每个图像块或视频块进行二维DCT变换，得到每个图像块或视频块相对应的DCT系数矩阵；对变换后的每个系数矩阵分别提取水印信号；将每个系数矩阵的水印信号进行组合，得到完整图像或视频的水印信号，最后将水印信号解码得到水印信息。从而，本发明所述的在数字媒体上水印提取的方法和装置能够有效地对数字媒体进行保护。
【专利说明】一种在数字媒体上水印提取的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及多媒体信号处理领域，特别是指一种在数字媒体上水印提取的方法和
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]随着多媒体信息的获取、表示、存储和传播日趋数字化，数字视频技术的应用得到了极大的发展。数字视频虽然有其明显的先进性，但由于其使得视频信息更快速地复制和传播，因而引发了许多新的问题。最常见的问题就是，原始的视频信息，会被非法地分发给未经授权的用户，即信息的非法传播。作为一种预防信息非法传播的新方法，近来，数字水印技术被越来越多地用于版权保护领域。版权保护的需求方，可以将版权识别信息嵌入到需要保护的视频中。与数据加密的方式相比，嵌入水印后的视频可以直接使用和分发，不需解密后使用。
[0003]数字媒体上水印算法的性能标准主要有:透明性、水印容量、鲁棒性、安全性等。其中，透明性和鲁棒性是最重要的两个性能标准。在许多的应用场景中，水印算法嵌入的信息不能影响信息的载体数据的质量。如果人们无法区分嵌入水印前后的载体，那么水印嵌入过程就可以称作是不可感知的或透明的。其鲁棒性是指数字水印图像在遭受到多种恶意或者无意的攻击后产生一定程度失真的情况下，提取出来的数字水印仍能保持一定的完整性并能被准确鉴别。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明.的目的在于提出一种在数字媒体上水印提取的方法和装置，能够有效地对数字媒体进行保护。
[0005]基于上述目的本发明提供的一种在数字媒体上水印提取的方法，包括以下步骤:
[0006]对嵌入水印的数字图像或视频分块，并对每个图像块或视频块进行二维DCT变换，得到每个图像块或视频块相对应的DCT系数矩阵；
[0007]对变换后的每个系数矩阵分别提取水印信号；
[0008]将每个系数矩阵的水印信号进行组合，得到完整图像或视频的水印信号，最后将水印信号解码得到水印信息。
[0009]可选地，所述嵌入水印的数字图像或视频是通过如下方法嵌入的水印信息:
[0010]对数字图像或视频分块并对每个图像块或视频块进行二维DCT变换，得到每个图像块或视频块相对应的DCT系数矩阵；
[0011]根据要嵌入的水印信息生成待嵌入的水印信号；首先，是将水印信息转换为二进制字符串，其比特流为W;然后，对二进制字符串进行纠错编码得到待嵌入的水印信号；
[0012]将水印信号嵌入到每个系数矩阵中；其中，首先在每个系数矩阵中分别选择三个中低频系数，并对每个系数矩阵中选中的三个中低频系数进行排序；然后，每个系数矩阵在保持三个中低频系数间的相对大小关系不变的情况下，调整排序后的系数两两之间的距离，得到调整后的系数矩阵；最后，对调整后的每个系数矩阵嵌入水印信号；
[0013]对嵌入后的每个系数矩阵进行二维DCT逆变换，得到嵌入后的图像块或视频块，所有嵌入后的图像块或视频块组成嵌入后的图像或视频。
[0014]进一步地，在每个系数矩阵中分别选择三个中低频系数，从小到大排序后得到Coefleft ^ Coefmid ^ Coefright。
[0015]进一步地，所述调整排序后的系数两两之间的距离是计算CoefrighJP Coefleft之间的距离 Dtrtal=Coefright-Coefleft,设置一个阈值 Threshold,表示 Coefleft 和 Coefright 的最小距离；
[0016]若Dt(rtal〈ThreShold，则调整Coefleft和Coefright的值，将它们之间的距离增加到Threshold,即:
[0017]
【权利要求】
1.一种在数字媒体上水印提取的方法，其特征在于，包括以下步骤: 对嵌入水印的数字图像或视频分块，并对每个图像块或视频块进行二维DCT变换，得到每个图像块或视频块相对应的DCT系数矩阵； 对变换后的每个系数矩阵分别提取水印信号； 将每个系数矩阵的水印信号进行组合，得到完整图像或视频的水印信号，最后将水印信号解码得到水印信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述嵌入水印的数字图像或视频是通过如下方法嵌入的水印信息: 对数字图像或视频分块并对每个图像块进行二维DCT变换，得到每个图像块或视频块相对应的DCT系数矩阵； 根据要嵌入的水印信息生成待嵌入的水印信号；首先，是将水印信息转换为二进制字符串，其比特流为W ;然后，对二进制字符串进行纠错编码得到待嵌入的水印信号； 将水印信号嵌入到每个系数矩阵中；其中，首先在每个系数矩阵中分别选择三个中低频系数，并对每个系数矩阵中选中的三个中低频系数进行排序；然后，每个系数矩阵在保持三个中低频系数间的相对大小关系不变的情况下，调整排序后的系数两两之间的距离，得到调整后的系数矩阵；最后，对调整后的每个系数矩阵嵌入水印信号； 对嵌入后的每个系数矩阵进行二维DCT逆变换，得到嵌入后的图像块或视频块，所有嵌入后的图像块或视频块组成嵌入后的图像或视频。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在每个系数矩阵中分别选择三个中低频系数，从小到大排序后得到Coefleft ^ Coefmid ^ Coefrighto
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调整排序后的系数两两之间的距离是计算 Coefright 和 Coefleft 之间的距离 Dtatal=Coefright-Coefleft,设置一个阈值 Threshold，表不Coefleft和Coefright的最小距尚； 若DtfjtalGhreSh0Id,则调整Coefleft和Coefright的值，将它们之间的距离增加到Threshold,即: fr ft......Thmshoid — Dmmt ^mJ ?φ — ( aeJkif--- (O。‘ 若Dtrtal彡Threshold,则对Coefleft和Coefright不做任何修改，即:
Coef' I6ft=Coefleft
C°ef right_Goefright。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对调整后的每个系数矩阵嵌入水印信号，按如下方法进行嵌入: /.) 若水印信号为0，则= Caef'Ml +1 + Scale 若水印信号为IK = (WV-盖5其中，Scale为常数，且Scale≥3，表示偏离中点
6.根据权利要求2至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述对嵌入水印的数字图像或视频分块，并对每个图像块或视频块进行二维DCT变换，得到每个图像块或视频块相对应的DCT系数矩阵的步骤中，是将大小为M*N的嵌入后图像或视频I’分成大小为P*P的图像块或视频块，得到
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的对变换后的每个系数矩阵分别提取水印信号是在每个嵌有水印的系数矩阵中分别选择三个中低频系数，从小到大排序后得到 Coef left ( Coef mid ( Coef right ；
其次，计算 Dleft=Coef' mid_Coef’ 矛口 Dright_Coefright_Coefmid ;右 Dleft ^ Dright， 则水印信号 Wz’ =0 ;若 Dleft>Dright,则水印信号 Wz’ =1 ； 最后，得到每个系数矩阵的水印信号。
8.一种在数字媒体上水印提取的装置，其特征在于，包括: 数字图像或视频分解处理模块，用于对嵌入水印的数字图像或视频分块，并对每个图像块或视频块进行二维DCT变换，得到每个图像块或视频块相对应的DCT系数矩阵； 水印提取模块，与所述数字图像或视频分解处理模块相连，用于对变换后的每个系数矩阵分别提取水印信号； 生成水印信息模块，与所述水印提取模块相连，将每个系数矩阵的水印信号进行组合，得到完整图像或视频的水印信号，最后将水印信号解码得到水印信息。
9.根据权利要求8所述的，其特征在于，所述嵌入水印的数字图像或视频是通过如下方法嵌入的水印信息: 对数字图像或视频分块并对每个图像块或视频块进行二维DCT变换，得到每个图像块或视频块相对应的DCT系数矩阵； 根据要嵌入的水印信息生成待嵌入的水印信号；其中，是将水印信息转换为二进制字符串，其比特流为W ;然后，对二进制字符串进行纠错编码得到待嵌入的水印信号； 将水印信号嵌入到每个系数矩阵中；其中，首先在每个系数矩阵中分别选择三个中低频系数，并对每个系数矩阵中选中的三个中低频系数进行排序；然后，每个系数矩阵在保持三个中低频系数间的相对大小关系不变的情况下，调整排序后的系数两两之间的距离，得到调整后的系数矩阵；最后，对调整后的每个系数矩阵嵌入水印信号； 对嵌入后的每个系数矩阵进行二维DCT逆变换，得到嵌入后的图像块或视频块，所有嵌入后的图像块或视频块组成嵌入后的图像或视频。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的对变换后的每个系数矩阵分别提取水印信号是在每个嵌有水印的系数矩阵中分别选择三个中低频系数，从小到大排序后得到 Coef，left ( Coef mid ( Coef right ；
其次，计算 Dleft=Coef' mid_Coef’ 矛口 Dright_Coefright_Coefmid ;右 Dleft ^ Dright， 则水印信号 Wz’ =0 ;若 Dleft>Dright,则水印信号 Wz’ =1 ；最后，得到 每个系数矩阵的水印信号。
【文档编号】H04N21/8358GK103428503SQ201310314626
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】程明智, 杜艳平, 齐英群, 张勇斌, 陈红斌 申请人:北京印刷学院