基于非冗余的Contourlet变换的半脆弱性数字水印系统

摘要

本发明提出了一种基于非冗余Contourlet变换的半脆弱水印系统，该系统通过调节父子系数的大小关系完成水印嵌入。利用父子关系具有半脆弱的特性，能够对JPEG压缩、JPEG2000压缩、Gaussian加噪、Gaussian滤波以及对比度拉伸操作具有鲁棒性，但对作品内容信息改变的复制粘贴恶意操作具有脆弱性。实验结果表明我们提出的这个盲检测的半脆弱水印系统能够保证虚警率低于6.5％和MDR低于1％的情况下，准确地实现篡改区域的认证和定位。利用WBCT域的父子关系在同时经历恶意操作和非恶意操作联合的攻击中，该系统提高了篡改区域的检测准确率。

主权项

一种基于非冗余的Contourlet变换的半脆弱性数字水印系统，其特征在于，所述系统包含有水印生成模块、水印嵌入模块、水印提取模块、水印检测模块和水印认证模块五个部分； 水印生成模块：当原图的大小为m×m时，产生一个大小为m/4×m/4的水印，水印由一个伪二值随机序列{0，1}组成； 水印嵌入模块：首先，将原图进行2级非冗余Contourlet变换分解得到12个子带，同时也得到12套父子系数关系；其次，利用密钥选择其中4个子带作为嵌入水印之用；之后，根据父子关系通过调节父系数完成水印的嵌入；最后，实施非冗余Contourlet变换的重构变换得到了水印图； 水印提取模块：首先，对水印图进行相同的2级非冗余Contourlet变换；之后，利用密钥选择出嵌入水印的4个子带；最后，进行水印的提取； 水印检测模块：首先，将提取所得的水印和原始水印进行比较得到相对于4个子带的4个差图部分；再将4个差图部分通过融合算子融合成一个完整的水印差图；最后，采用形态学算子去除非恶意操作引起的孤立的虚检点，而使得篡改区域更加紧凑； 水印认证模块：通过具有相关性的虚警率(P_F)和误检率(P_MDR)来评估认证该水印系统的效果，其中虚警率(P_F)和误检率(P_MDR)的定义如下： P_F＝％未被篡改的像素被误检为被篡改， P_MDR＝％被篡改的像素被误检为未被篡改。