校正几何失真和像素失真的印刷数字水印算法.pdfVIP

第32卷第4期 华侨大学学报(自然科学版) VoL32No．4 2011年7月 Journalof Science) HuaqiaoUniversity(Natural Jul-2011 文章编号：1000-5013(2011)04-0397-04 校正几何失真和像素失真的印刷数字水印算法 张伟龙，冯桂，韩霜 (华侨大学信息科学与工程学院，福建泉州362021) 摘要：针对印刷图像存在的几何失真和像素失真问题，提出一种数字水印算法．该算法采用Harris角点检 测和HausdoHf距离来校正几何失真，采用非线性灰度变换来纠正像素失真．水印嵌入算法首先对图像进行 一级离散小波变换后，再对低频子图进行奇异值分解；然后，在奇异值上嵌入水印序列，并在提取水印前校正 失真．实验表明，该算法对打印扫描具有比较强的鲁棒性，并且能够判断是否二次复印． 关键词：水印嵌入算法；数字水印；离散小波变换；奇异值分解；打印；扫描 805．4 A 中图分类号：TP391．41；TS 文献标志码： 数字水印技术可以将特定信息嵌入到数字作品中，并且能够被提取或者检查．数字水印具有不容易 被人的视觉察觉，不影响原作品的使用价值，并达到确认版权所有者和防止作品篡改的目的．在印刷品 的防伪领域中，数字水印具有其特别优势，即在不改变现有成熟的印刷工艺、印刷材料及设备的基础就 能达到防伪唯一性和防复制的应用．因此，印刷数字水印技术在印刷品防伪领域具有很大的应用价值和 研究价值[1]．通过分析打印和扫描对数字图像的影响可知，几何失真和像素失真是印刷品受到的主要攻 击，而纠正这两种失真是印刷数字水印关键问题之一．因此，在提取水印前，要先对图像进行像素失真和 变换来纠正像素失真的数字水印算法． 1几何失真和像素失真的校正 1．1 Harris角点检测 Harris算子是一种有效的点特征提取算子，只用到灰度的一阶差分及滤波，计算简单，所提取的点 特征合理而均匀．因此，对于图像的旋转、灰度变化、噪声影响和视点变化不敏感，是比较稳定的一种点 特征提取算子． 成正比，Harris是利用A，，Az来表征变化最快和最慢的两个方向．若两个特征向量都很大就是角点， 一个大一个小就是边缘，两个特征向量都小就是在变化缓慢的图像区域．因此，先计算每1个像素点的 相关矩阵M，然后计算每像素点的Harris角点响应E即 M：G∽ol鲻z如岛]， Lgzg，gyg，j E—det(M)一ktrz(M)． 上式中：＆为z方向上的梯度；gy为Y方向上的梯度；G(s)为高斯模板；det为行列式的直迹；愚为默认 的常数，常取0．04～0．06． 1．2 Hausdorff距离 Hausdorff距离[3]是两组点集之间相似程度的一种量度，不必知道点与点之间的一一对应关系． 收稿日期：2010-06—12 通信作者： 冯桂(1960一)，女，教授，主要从事数字水印技术与生物识别技术的研究．E-mail：fengg@hquedtL饥 基金项目：福建省自然科学基金资助项目(2010J01340) 398 华侨大学学报(自然科学版) 2011年 因此，采用Hausdorff距离描述具有不完全相同点的两组点集之间的相似性，完成它们之间的匹配． ‘H(A，B)=max(h(A，B)，^(B，A))． 式中：J}l(A，B)=maxmin(k一岛I)；^(B，A)=maxmin(旧一口f1)．其中：I．I是A点集和B点集见 6f∈A aiEAbl∈B 4f∈B 匹配程度越大． 1．3几何校正算法 采用基于Harris角点检测和Hausdorff距离来实现几何校正，其算法有如下2