书书书
收稿日期:20120504;修回日期:20120619 基金项目:国家自然科学基金资助项目(61072121,60835004,61271382);湖南省自然科
学基金资助项目(12JJ2035);湖南大学中央高校基本科研业务费资助项目
作者简介:胡精易(1984),男,湖南永州人,硕士,主要研究方向为数字图像处理、数字水印(hujy100@sina.com);毛建旭(1974),男,江西安
义人,副教授,博士,主要研究方向为数字图像处理、模式识别、计算机视觉、智能信息处理技术、卫星遥感信息获取与处理技术;赵希(1980),男,
天津人,助理研究员,博士,主要研究方向为图像信息安全、数字水印、图像版权保护与认证的研究、图像盲取证技术.
一种用于认证二值文本图像
窜改定位的数字水印算法
胡精易
1
,毛建旭
1
,赵 希
2
(1.湖南大学 电气与信息工程学院,长沙 410082;2.中科院深圳先进技术研究院,广东 深圳 518055)
摘 要:众多二值文本图像水印算法在嵌入水印时,都要对黑色像素进行变动,很容易引起图像失真,为解决此
问题,提出一种新的水印算法,该算法按行列统计文本黑色像素信息并生成水印,将水印编码与差错控制码绑
定,将文本分块,利用不可视黄点表征水印嵌入文本空白处。实验结果表明,嵌入水印后,图像效果良好,水印提
取实现了盲提取,并具有完整性鉴定和窜改定位的功能。
关键词:二值文本图像;数字水印;窜改定位;不可视黄点;编码
中图分类号:TP391 文献标志码:A 文章编号:10013695(2012)12463104
doi
:10.3969/j.issn.10013695.2012.12.058
Digitalwatermarkingmethodfor
binarytextimagesauthenticationandtamperlocalization
HUJingyi
1
,MAOJianxu
1
,ZHAOXi
2
(1.CollegeofElectrical& InformationEngineeing,HunanUniversity,Changsha410082,China;2.ShenzhenIustituteofAdvancedTechno
logy,ChineseAcademyofSciences,ShenzhenGuangdong518055,China)
Abstract:Numerousalgorithmsofbinarytextimagewatermarkinginembeddingwatermarkdependonshufflingtheblackpix
els,whichwouldeasilyleadtoimagedistortion.Tosolvethisproblem,thispaperproposedanovelwatermarkingmethodthat
reliedontheimperceptibilityofyellowdotsonwhitepaper.Thismethodcountedtheblackpixelsinformationofbinarytextim
ageintheformofrowsandcolumnstogeneratethewatermarks
,andthenbindingthesewatermarkswiththeerrorcontrol
code.Meanwhile,itdividedtheoriginalbinarytextintoblocks,thewatermarksdescribedasimperceptibleyellowdotswere
thenembeddedintotheselectedwhitepixelofeachblock.Experimentalresultsshowthatthewatermarkedbinarytextimages
havefinequalityandthewatermarkscanbeextractedblindly
,whichcanauthenticatethebinarytextimagesandaccuratelylo
calisethetamperedareas.
Keywords:binarytextimage;datawatermarking;temperlocation;imperceptibleyellowdots;encoding
!
引言
随着全球信息化发展的加快,电子商务、电子政务的流行,
各种格式的电子文件渗透于网络的各个角落。在网上流动的数
字资源中,二值文本图像的格式应用非常广泛,比如黑白图片、
文档、签字、支票、合同、证明和印章等
[1]
。因此对二值图像进行
版权保护和完整性认证显得尤为重要。数字水印技术作为信息
隐藏技术领域中的一个重要分支,具有数字产品版权保护和数
据安全维护的功能,正迎合了这种需要而迅速发展起来
[2]
。
由于二值文本图像像素要么为“1”,要么为“0”,空间冗余
度小、信息隐藏量较少,水印实施困难
[3]
。与普通二值图像相
比,二值文本图像最明显的特征是文本行之间具有的行距,文
字或单词之间具有字间距。Low等人
[4]
利用这点,结合人眼无
法察觉小于等于 1/300英寸移量的特性,通过微调行间距改变
文本行的质心或字间距来达到嵌入水印的目的,这种算法鲁棒
性高,但嵌入能力低。Wu等人
[5]
对分块图中的像素根据平滑
度和连通性两个方面进行优先级排序,利用置乱操作提高了水
印的嵌入容量,此算法视觉隐蔽性较好,能实现盲检测,缺点是
因为进行了置乱操作而不能完成窜改定位。
Yang等人
[6]
考虑
5×5邻域内像素的平滑性,利用噪声抑制模式,寻找出可翻转
像素的方法,该算法视觉失真少,计算速度快,不足之处就是水
印提取时需要定位映射信息,应用范围有所限制。朱从旭等
人
[7]
提出将图像分块,在定义为“最不重要的像素块”中嵌入
认证水印,该算法视觉效果不错,但水印嵌入率低,窜改定位的
精度很有限。
类似这些方法
[8,9]
都需要对文本中“1”的像素进行各种操
作(平移或翻动),文本的空白区域被闲置。相对而言,利用人
眼对颜色黄色分量不敏感的特性,人为地构造不可察觉的微小
黄点,利用这种黄点表征水印信息在文本的空白处嵌入,既能
有效地避免这种情况,又能充分利用文本的空间。这种构造微
小黄点的技术在某些打印机中已经使用,如对某些施乐 Docu
Color彩色激光打印机打印的文件进行研究,可以解释出黄点
第 29卷第 12期
2012年 12月
计 算 机 应 用 研 究
ApplicationResearchofComputers
Vol.29No.12
Dec.2012