基于文档图像的抗打印―扫描数字水印技术摘要：针对文档图像的特点提出了一种基于文档图像的盲检测水印算法。该算法能抵抗打印―扫描的攻击。首先对文档图像进行字符分割，使每块只包含一个字符；然后对每块进行线性规范化规范块大小，对规范的块进行三级离散小波变换（DWT），通过调整细节子带系数的正负号的数量来嵌入水印信息。实验结果表明，该算法适用于文档图像，能抵抗打印―扫描攻击。关键词：数字水印；文档图像；打印―扫描：TP391文献标志码：A：1001-3695(2007)12-0199-02随着信息数字化的发展，大批重要的文档资料如证书、契约、医疗记录和账单等已扫描成数字化文档图像备存，需要加入水印信息来保护其完整性和真实性。在很多场合文档图像需要打印成白纸黑字的印刷品，所以又要求水印能抵抗打印―扫描的攻击。打印―扫描涉及D/A（数/模转换）和A/D（模/数转换）两次转换，带来旋转、缩放、剪切(RSC)[1]等一系列的几何变换。这就要求数字水印算法的鲁棒性非常强。目前主要的算法有加入同步模板法[2]或利用傅里叶(Fourier)对旋转的不敏感性在Fourier变换域中嵌入水印[3]。Zamani等人[4]在分析Fourier变换不能抵抗剪切攻击的基础上提出在对数极坐标(log－polar)小波变换域中加入水印信息。但log－polar变换中插值将降低图像质量。牛少彰等人[5]提出通过调整DCT中频系数大小关系嵌入数字水印。这些算法主要是针对普通图像，文档图像的冗余度低。所以对文档图像的抗打印―扫描数字水印算法的研究具有重要的研究意义与实用价值。1水印嵌入域的选择文档图像有一个显著特点就是存在大面积的平坦背景区，通常是全白或近似于全白。采用基于分块的DCT时背景块的中、高频分量少，没有足够的冗余空间可供水印嵌入。小波变换把整幅图像分解成多频段的图像，能适应人眼的视觉特性，使得水印的嵌入和检测可以分多个层次进行，且不会带来块效应，所以本文选用DWT[6]。目前打印机多为激光打印机。它使用半色调化技术用黑白点阵打印灰度图像，对空域上的像素值的改变较大。为了寻找在打印―扫描过程中不变的数字特征，本文对一幅128×??128bit的文档图像“新”(图1)进行三级DWT分解；然后对该图像打印―扫描后得到新的图像也进行三级DWT分解，得到打印―扫描前后该图像的细节分量。发现打印―扫描对图像DWT的细节分量变化的影响较小。图2给出了??HH????3系数在打印―扫描前后变化的比较图。5结束语本文针对文档图像的特点提出了一种基于文档图像的抗打印―扫描数字水印算法。在对文档图像进行分块的基础上进行三级DWT分解，通过调整细节子带系数的正负号的数量来嵌入水印信息，提取信息时采取最大隶属度原则来提取水印信息。该算法对重要文档的印刷品的保护具有重要意义。进一步提高本文算法的水印容量和鲁棒性是今后的研究方向。参考文献：[1]LINChing－yang,CHANGShih－fu.Distortionmodelingandinvariantextractionfordigitalimageprint－and－scanprocess[C]//ProcofInt’SymposiumonMultimediaInf’Processing(ISMIP).Taipei:[s.n.],1999.[2]LEFEBVREF,GUELUYD,DELANNAYD,??etal.??Aprintandscanoptimizedwatermarkingscheme[C]//ProcofIEEEMultimediaSignalProcessing.Cannes,France:[s.n.],2001:511-516.[3]SOLANKIK,MADHOWU,MANJUNATHBS,??etal.??Estimatingandundoingrotationforprint－scanresilientdatahiding[C]//ProcofIEEEInternationalConferenceonImageProcessing.Singapore:??[s.n.],2004:39-42.[4]ZMANIH,RABIEEHR.FMRwater－marking:anewmulti－resolutionsemi－fragilemethodforauthenticationapplications[C]//Procofthe4thIEEEWorkshoponMultimediaSignalProcessing.Cannes,France:[s.n.],2001:511-516.[5]牛少彰,钮心忻,杨义先,等.半色调图像中数据隐藏算法[J].电子学报,2004,32(7):1180－1183.[6]刘九芳,黄达人,胡军全.数字水印中的正交小波基[J].电子与信息学报,2003,25(4):453-459.“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”