用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法

摘要

本发明涉及一种用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法，属防伪及信息安全技术领域，采取的技术方案是：一、将彩色图像的RGB颜色空间转换到L*a*b*颜色空间；二、将可读水印信息编码并调制生成有色噪声水印模式；三、用一个关于梯度模的增函数作为视觉控制因子；四、在L*a*b*颜色空间的L*亮度分量中嵌入水印；五、提取水印前对水印图像作预测滤波预处理，然后采用归一化相关的方法提取水印；六、将提取的水印比特位译码至可读水印信息。本发明提高了水印信号的正确提取率。本方案具有很强的抗打印扫描攻击的鲁棒性，可广泛用于各种证件的防伪。

主权项

1.一种用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法，其特征在于包括下列步骤：一、将彩色图像的RGB颜色空间转换到独立于设备的L^*a^*b^*颜色空间，为了提高水印的抗攻击能力，利用图像相邻像素的亮度具有强相关性的特点，选择在L^*亮度分量中嵌入水印；二、生成有色噪声水印模式信号，首先将可读水印编码为二进制水印信号，将水印信号经纠错编码并随机交织后的单极性二进制序列转换成双极性二进制序列，然后采用码分复用CDMA调制的方法生成有色噪声水印模式信号，其中用于CDMA扩频调制扩频码采用非高斯分布的扩频码，得到有色噪声水印模式信号；三、用关于梯度模的增函数作为视觉控制因子，梯度模的大小可用来判断边缘，大的地方为边缘，小的地方为平坦区域，很好地描述图像的局部特性，与人类视觉系统的感觉特性相吻合，其中，K是梯度阈值；四、在L^*亮度分量中采用加法规则嵌入水印，利用了多媒体内容本身的空间相关性，与变换域相比具有更强的抗几何攻击性能；水印嵌入公式为x^w(i，j)＝x(i，j)+g(i，j)·α·w(i，j)+(1-g(i，j))·w(i，j)·β，其中x(i，j)为原始图像，x^w(i，j)为嵌入水印后的图像，(i，j)为图像中的像素，α和β为嵌入强度，β＝0.3α，w(i，j)为有色噪声水印模式信号在像素点(i，j)处的取值，g(i，j)为梯度模的增函数在像素点(i，j)处的取值，计算水印不可感知性评价值NLPE2并判断是否小于给定阈值，如果满足则完成水印的嵌入过程，否则修改嵌入强度并重新按照所述水印嵌入公式嵌入水印，将含水印的L^*亮度分量与另外两个分量转换至彩色图像的RGB颜色空间，得到含水印的彩色图像；五、水印的提取，用归一化相关的方法检测水印，相关检测前用预测滤波器对其进行预处理，目的是滤除载体信号能量以及使残余的载体信号更趋近于高斯分布，得到水印信号的估计值，对预处理后的信号进行归一化相关检测；六、水印信息译码，将提取的水印比特位经纠错解码并译码为可读水印信息。