(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210792241.9 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 海南大学 地址 570100 海南省海口市人民大道58号 (72)发明人 姚孝明　 (74)专利代理 机构 苏州中合知识产权代理事务 所(普通合伙) 32266 专利代理师 景晓玲 (51)Int.Cl. G06T 1/00(2006.01) G06V 10/28(2022.01) G06V 10/80(2022.01) (54)发明名称 基于空域残差特征融合的水印嵌入、 检测方 法及装置 (57)摘要 本方案涉及一种基于空域残差特征融合的 水印嵌入、 检测方法及装置。 所述方法包括： 获取 待添加水印的原始图像以及二值水印图像； 计算 原始图像对应的图像残差矩阵； 根据图像残差矩 阵生成伪随机矩阵； 获取扩张压缩因子以及融合 因子， 并进行水印的特征融合， 得到融合结果； 压 缩融合结果， 并生成嵌入水印图像； 获取待检测 水印图像、 原始水印嵌入图像， 并根据原始水印 嵌入图像的直方图对待检测水印图像的直方图 做直方图规定化后计算待检测水印图像对应的 图像残差矩阵， 进行图像增强处理后得到水印检 测结果。 在水印嵌入时， 选择纹理或边缘丰富区 域作为水印嵌入区域， 可以提高抗击剔除残差或 移除水印攻击的能力， 具有超强的安全性和鲁棒 性。 权利要求书2页 说明书12页 附图18页 CN 115187443 A 2022.10.14 CN 115187443 A 1.一种基于空域残差特 征融合的水印嵌入方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取待添加水印的原 始图像以及二 值水印图像； 获取质量阈值， 并提取所述原始图像对应的图像处理数据； 根据 所述质量阈值、 所述图 像处理数据、 所述原 始图像， 计算所述原 始图像对应的图像残差矩阵； 根据所述图像残差矩阵生成伪随机矩阵； 获取扩张压缩因子以及融合因子， 并根据 所述扩张压缩因子、 所述融合因子、 所述图像 残差矩阵、 所述伪随机矩阵、 所述 二值水印图像进行 水印的特 征融合， 得到融合结果； 压缩所述融合结果， 并根据压缩后的融合结果、 所述图像处 理数据生成 嵌入水印图像。 2.根据权利要求1所述的基于空域残差特征融合的水印嵌入方法， 其特征在于， 所述获 取扩张压缩因子以及融合因子， 并根据所述扩张压缩因子、 所述融合因子、 所述图像残差矩 阵、 所述伪随机矩阵、 所述 二值水印图像进行 水印的特 征融合， 得到融合结果， 包括： 获取所述扩张压缩因子， 根据所述扩张压缩因子对所述图像残差矩阵进行扩张处理， 得到扩张处 理后的图像残差矩阵； 根据所述扩张处 理后的图像残差矩阵、 所述质量阈值 提取目标 特征； 根据所述扩 张处理后的图像残差矩阵中各个元素对所述目标特征进行调整， 得到调整 后的目标特征， 并根据所述调整后的目标特征、 所述伪随机矩阵、 所述二值水印图像进行水 印的特征融合， 得到融合结果。 3.根据权利要求2所述的基于空域残差特征融合的水印嵌入方法， 其特征在于， 所述据 所述扩张处理后的图像残差矩阵中各个元素对 所述目标特征进行调整， 得到调整后的目标 特征， 包括： 依次提取所述扩 张处理后的图像残差矩阵中各个元素， 并依次确定各个所述元素的数 值范围； 获取预先设置好的各个调整规则， 并根据所述数值范围确定目标调整规则； 通过所述目标调整规则对所述元 素进行调整， 得到调整后的目标 特征。 4.一种基于空域残差特 征融合的水印嵌入 装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 图像获取模块， 用于获取待添加水印的原 始图像以及二 值水印图像； 图像残差计算模块， 用于获取质量阈值， 并提取所述原始图像对应的图像处理数据； 根 据所述质量阈值、 所述图像处理数据、 所述原始图像， 计算所述原始图像对应的图像残差矩 阵； 矩阵生成模块， 用于根据所述图像残差矩阵生成伪随机矩阵； 特征融合模块， 用于获取扩 张压缩因子以及融合因子， 并根据 所述扩张压缩因子、 所述 融合因子、 所述图像残差矩阵、 所述伪随机矩阵、 所述二值水印图像进行水印的特征融合， 得到融合结果； 嵌入水印图像生成模块， 用于压缩所述融合结果， 并根据压缩后的融合结果、 所述图像 处理数据生成 嵌入水印图像。 5.根据权利要求4所述的基于空域残差特征融合的水印嵌入装置， 其特征在于， 所述特 征融合模块， 还用于： 获取所述扩张压缩因子， 根据所述扩张压缩因子对所述图像残差矩阵 进行扩张处理， 得到扩张处理后的图像残差矩阵； 根据所述扩张处理后的图像残差矩阵、 所 述质量阈值提取目标特征； 根据所述扩张处理后的图像残差矩阵中各个元素对所述目标特权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115187443 A 2征进行调整， 得到调整后的目标特征， 并根据所述调整后的目标特征、 所述伪随机矩阵、 所 述二值水印图像进行 水印的特 征融合， 得到融合结果。 6.根据权利要求5所述的基于空域残差特征融合的水印嵌入装置， 其特征在于， 所述特 征融合模块， 还用于： 依次提取所述扩张处理后的图像残差矩阵中各个元素， 并依次确定各 个所述元素 的数值范围； 获取预先设置好的各个调整规则， 并根据所述数值范围确定目标 调整规则； 通过 所述目标调整规则对所述元 素进行调整， 得到调整后的目标 特征。 7.一种基于空域残差特征融合的水印检测方法， 用于对权利要求1至3任一项所述的方 法生成的嵌入水印图像进行 水印检测； 其特 征在于， 所述方法包括： 获取待检测水印图像、 原始水印嵌入图像， 并计算与所述待检测水印图像对应的待检 测水印图像直方图、 与所述原 始水印嵌入图像对应的原 始水印嵌入图像直方图； 若所述待检测水印图像直方图与 所述原始水印嵌入图像直方图一致， 则计算与所述待 检测水印图像对应的水印图像残差矩阵； 对所述水印图像残差矩阵进行图像增强处 理， 得到水印检测结果。 8.根据权利要求7所述的基于空域残差特征融合的水印检测方法， 其特征在于， 所述方 法还包括： 若所述待检测水印图像直方图与 所述原始水印嵌入图像直方图不一致， 根据 所述原始 水印嵌入图像直方图对所述待检测水印图像直方图做直方图规定化操作， 使操作后的待检 测水印图像直方图与所述原 始水印嵌入图像直方图一 致。 9.一种基于空域残差特征融合的水印检测装置， 用于对权利要求4至6任一项所述的装 置生成的嵌入水印图像进行 水印检测； 其特 征在于， 所述装置包括： 直方图获取模块， 用于获取待检测水印图像、 原始水印嵌入图像， 并计算与所述待检测 水印图像对应的待检测水印图像直方图、 与所述原始水印嵌入图像对应的原始水印嵌入图 像直方图； 直方图比较模块， 用于若所述待检测水印图像直方图与 所述原始水印嵌入图像直方图 一致， 则计算与所述待检测水印图像对应的水印图像残差矩阵； 水印检测模块， 用于对所述水印图像残差矩阵进行图像增强处 理， 得到水印检测结果。 10.根据权利要求9所述的基于空域残差特征融合的水印检测装置， 其特征在于， 所述 直方图比较模块， 还用于： 若所述待检测水印图像直方图与所述原始水印嵌入图像直方图 不一致， 根据所述原始水印嵌入图像直方图对所述待检测水印图像直方图做直方图规定化 操作， 使操作后的待检测水印图像直方图与所述原 始水印嵌入图像直方图一 致。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115187443 A 3