一种能抗幅度缩放攻击水印的编码、嵌入和解码方法

摘要

本发明公开了一种能抗幅度缩放攻击的水印的编码、嵌入和解码方法，包括水印信息发送设备和水印信息接收设备；水印信息发送设备包括水印信息产生模块、迭代可译码编码模块和水印信息嵌入模块；水印信息接收设备包括水印发送与攻击信道的因子图模型、以及位于其上的消息传递模块，消息传递模块包括攻击参数初始估计模块、攻击参数迭代估计模块和水印信息迭代解码模块；发送方使用水印信息发送设备将水印信息和导频信息同时嵌入到载体信号中；接收方采用水印信息接收设备提取载体信号中的水印信息，同时估计攻击参数，估计攻击参数和解码水印信息二者迭代进行。本发明具有不降低水印嵌入容量、不引起高虚警概率、计算复杂性低的优点。

主权项

一种能抗幅度缩放攻击水印的编码、嵌入和解码方法，其特征在于，包括水印信息发送设备和水印信息接收设备；水印信息发送设备包括水印信息产生模块、水印信息编码模块和水印信息嵌入模块，水印信息编码模块采用迭代可译码编码模块；水印信息接收设备包括水印发送与攻击信道的因子图模型、以及位于其上的消息传递模块，消息传递模块包括基于导频信息的攻击参数初始估计模块、攻击参数迭代估计模块和水印信息迭代解码模块；发送方使用水印信息发送设备将水印信息和导频信息同时嵌入到载体信号中；接收方采用水印信息接收设备提取载体信号中的水印信息，同时估计攻击参数，估计攻击参数和解码水印信息二者迭代进行；所述方法具体包括如下编码、嵌入步骤：a1、使用迭代可译码编码模块将水印信息进行编码；a2、在充分考虑通信的信道容量和算法的复杂性的情况下，按照预先设定的插入间隔，向已编码的水印信息中嵌入若干导频信息；a3、对载体实施正交变换，将插入导频后的水印信息比特使用量化指数调制算法嵌入到载体的变换域系数上，然后，对载体的变换域系数实施逆正交变换；所述方法具体包括如下解码步骤：b1、建立水印系统的因子图模型，该模型包括迭代可译码模型、嵌入节点、高斯噪声节点、缩放攻击节点和攻击的状态模型节点，其中，攻击的状态模型节点是一个复合节点，用来描述攻击系数的马尔可夫过程模型；b2、确定步骤b1中各节点输出消息的计算方法和规则；b3、对载体实施正交变换获得变换域系数，攻击参数初始估计模块计算出攻击参数的初始估计值；b4、水印信息迭代解码模块使用攻击参数的初始估计值，通过消息传递算法计算水印信息的最大后验概率估计；b5、使用经过步骤b4得到的水印信息的估计值通过消息更新算法更新对攻击参数的估计，利用因子图模型上的消息传递实现，消息传递通过数值积分或者马尔可夫链蒙特卡洛积分或者粒子滤波器实现；b6、通过在水印信息迭代解码模块和攻击参数迭代估计模块之间的消息迭代来改进水印信息的解码精度，迭代收敛后，获得水印信息的最终解码结果；所述步骤b3中，攻击参数初始估计模块利用导频符号和消息传递计算得出导频符号对应支路的攻击参数的初始估计值，非导频支路攻击参数由导频支路攻击参数通过插值来获得；消息传递采用数值积分或者马尔可夫链蒙特卡洛积分或者粒子滤波器实现。