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专利号: 2022101854085
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:该方法步骤如下:(1)计算图像的光照分量以及光照阈值;

(2)选择水印的嵌入区域,其中超过光照阈值的区域不作为嵌入区域;

(3)在DCT域中将水印序列嵌入到图像,得到水印图像;

(4)对拍摄得到的含水印图像进行透视校正以及光照校正;

(5)对光照校正后的图像使用双边滤波进行保边去噪;

(6)选择水印的提取区域;

(7)在DCT域中通过交叉验证的方式提取水印序列。

2.根据权利要求1所述的针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:所述步骤(1)计算图像的光照分量以及光照阈值的具体过程为:获取原始图像,将图像从RGB空间转换到HSV空间,选择亮度空间V,使用多尺度高斯卷积,得到光照分量F(x,y):其中N表示尺度数,i表示计数器,ωi表示光照分量的权系数,I(x,y)表示输入图像,G(x,y)表示高斯函数,(x,y)表示像素坐标,λ表示归一化常数,m表示尺度因子;

光照阈值e的计算方法如下:

任意选择一个光照分量值,该值将光照分量分为A、B两个集合,集合A中的光照分量值大于或等于该值,集合B中的光照分量值小于该值;

集合A、B中的光照分量的平均值分别记作fA、fB,集合A、B中的像素数占总像素数的比例分别记作PA、PB,类间方差ICV定义为:α 2 α 2

ICV=PA(fA‑f) +PB(fB‑f)

其中,α表示0‑1之间用于调整分割效果的参数,f表示所有光照分量的平均值;选择使得ICV取值最大的光照分量作为光照阈值e;

设置光照阈值e用于特征区域的选择,如果特征区域中有超过光照阈值e的光照分量则不选择该特征区域用于水印嵌入。

3.根据权利要求1或2所述的针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:所述步骤(2)的水印嵌入区域选择具体过程为:

对水印序列进行BCH编码得到待嵌入的二进制水印序列,根据待嵌入水印序列构造水印矩阵,矩阵的大小为s*t,s和t分别是矩阵的行数和列数;

使用基于强度的SIFT算法,根据特征点的强度选择强度最大的前h个特征点作为候选特征点,SIFT算法中差分高斯域的绝对值即为特征点的强度;

根据候选特征点得到相应的候选特征区域,以候选特征点为中心的s*t*8*8的区域作为候选特征区域;对候选特征区域进行一定的筛选,得到最终的水印嵌入区域。

4.根据权利要求3所述的针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:选择原始RGB图像的B通道图像用于水印特征区域的选择以及水印的嵌入。

5.根据权利要求3所述的针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:候选特征区域的筛选方法如下:首先,去除特征区域超过图像边界的区域;其次,去除光照分量大于光照阈值的特征区域;接着,选择特征区域内特征点的密度达到设定值的特征区域;

最终,如果得到的特征区域有重合的区域,则选择特征点强度大的那个区域为最终的特征区域。

6.根据权利要求1或2所述的针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:所述步骤(3)的水印嵌入过程为:

在DCT域中嵌入水印,将图像从空间域转换到DCT域,通过对比DCT域中频的一对系数值的大小实现水印的嵌入,具体为:选择DCT域中频两个位置的离散余弦变换系数C1和C2,如果要嵌入的水印信息是1,则通过水印嵌入强度调整C1和C2的大小,保持C1C2。

7.根据权利要求6所述的针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:水印的嵌入强度由注意遮罩以及JPEG压缩值获得,具体为:图像经过注意力模型GA,生成注意遮罩AM,将AM中每个值正则化为0到1的范围,根据该值确定水印嵌入强度,并同时考虑JPEG压缩值,保证水印嵌入强度在压缩后仍保持相应关系,水印嵌入公式如下:其中,AM表示图像经过注意力模型生成的注意遮罩,GA表示注意力模型,I(x,y)表示输入图像,d表示由JPEG压缩因子确定的水印嵌入强度,q1和q2分别表示C1和C2的JPEG压缩因子,C1和C2表示DCT域中频两个位置的离散余弦变换系数值,β表示水印嵌入强度控制因子,wm表示水印。

8.根据权利要求1或2所述的针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:所述步骤(6)具体包括:

使用基于强度的SIFT算法,选择候选特征点及其相应的候选特征区域;然后对候选特征区域进行筛选,筛选条件如下:

1)去除超过图像边界的特征区域;

2)选择特征区域内特征点的密度达到设定值的特征区域;

根据两个筛选条件最终得到筛选后的特征点及特征区域,使用筛选后的特征区域进行水印的提取。

9.根据权利要求8所述的针对光照环境下的屏幕拍照鲁棒水印方法,其特征在于:所述步骤(7)具体包括:水印提取过程为将特征区域执行DCT变换转换到DCT域中,选择DCT域中频的一对系数值C1和C2,通过比较C1和C2的大小确定嵌入的水印是0或1;如果C1>C2,则嵌入的水印为0,否则为1;

对筛选后得到的特征点以及特征区域进行偏移补偿,选择以筛选后的特征点为中心的

9个特征点为一个特征点组;

以每个特征点为中心的特征区域都提取出一个水印信息,一个特征点组提取出9个水印信息,作为一个水印组;通过对各个水印组进行交叉验证得到二进制水印序列,使用BCH解码得到最终的水印序列。