用于数字水印的系统、方法和装置制造方法及图纸

所公开的系统、结构和方法涉及一种数字水印系统，所述数字水印系统包括：数据分离器，用于接收数字数据文件并将所述数字数据文件分离为消息部分和数据部分，其中，所述消息部分包括消息文件，所述数据部分包括数据文件；消息流水线，用于处理所述消息文件；数据流水线，用于处理所述数据文件；水印流水线，用于将处理后的消息文件嵌入到处理后的数据文件上；逆过程流水线，用于反转所述数据流水线在处理所述数据文件时应用的过程并生成带水印的数据文件。文件。文件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于数字水印的系统、方法和装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年8月6日提交的专利技术名称为“用于数字水印的系统、方法和装置(SYSTEM,METHOD AND APPARATUS FOR DIGITAL WATERMARKING)”的先前提交的美国非临时申请第16/986,948号的优先权，该美国非临时申请的内容通过引用的方式并入本文，在司法管辖范围内允许此类并入。


[0003]本专利技术大体上涉及数字处理，具体涉及用于数字水印的系统、方法和装置。

技术介绍

[0004]典型的数字水印系统通常会执行几个不同的任务，这些任务可以包括但不限于：消息压缩、消息加密、消息编码、图像解码、图像转换、水印嵌入、图像编码等。基于有限的已知任务集设计一个高效的数字水印系统是一项挑战。为了设计充分自适应以适应变化的技术和/或与各种任务相关联的要求的数字水印系统，挑战进一步加剧。
[0005]与典型数字水印系统相关联的另一个挑战是确保水印是鲁棒的。为了达到鲁棒性，水印应该很难(如果可能)从任何数字文件(例如图像、视频、音频等)中删除水印。例如，考虑到图像，水印不应通过简单的方式删除，例如转码(即，将图像从一种格式转换为另一种格式)、压缩(即，牺牲质量以换取文件大小或传输效率)或几何修改(例如，裁剪、旋转等)。因此，如果使用JPEG压缩来减小带水印图像的大小(以字节为单位)，但同时会阻止读取水印，则水印是脆弱的或不足够鲁棒以进行压缩。
[0006]克服脆弱水印的常见策略是在加水印之前将数字文件从空域变换到频域。不幸的是，从空域到频域的变换是计算量大的操作，并且取决于计算机硬件，速度可能会非常慢。此外，当涉及到计算频率变换所需的处理时间时，数字文件的大小往往是一个主要的影响因素，这可能会成为水印系统的瓶颈。
[0007]此外，如果水印不能被删除，才具有价值，检测水印是删除的第一步。虽然大多数水印技术在视觉上是无法察觉的(即，人眼无法检测到)，但使用统计分析，计算机程序可以识别带水印的数字文件之间的相似性。使用这种统计分析，可以对水印嵌入算法进行逆向工程，并且可以开发工具来轻松地从其它数字文件中删除新的水印。这通常被称为相关攻击，当攻击者可以访问包含相同消息的几个带水印的数字文件时，就会发生这种情况。为了规避相关攻击，水印系统通常使用加密算法对消息进行加扰，使其显示为随机噪声。此外，通过使用不同的密钥，每次都会对同一消息进行不同的加扰。虽然这种方法是有效的，但它要求系统管理许多密钥。
[0008]因此，需要开发一种数字水印系统：该数字水印系统(1)高效、灵活、可扩展、可缩放和便携；(2)缩短了在大图像上计算水印所需的处理时间；(3)减少了防止相关攻击所需的密钥数量。

技术实现思路

[0009]本专利技术一般提供一种数字水印系统，所述数字水印系统包括：数据分离器，用于接收数字数据文件并将所述数字数据文件分离为消息部分和数据部分，其中，所述消息部分包括消息文件，所述数据部分包括数据文件；消息流水线，用于处理所述消息文件；数据流水线，用于处理所述数据文件；水印流水线，用于将处理后的消息文件嵌入到处理后的数据文件上；逆过程流水线，用于反转所述数据流水线在处理所述数据文件时应用的过程并生成带水印的数据文件。
[0010]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，所述数字数据文件还包括参数集合，所述参数集合指定以下各项中的至少一个：所述消息流水线处理所述消息的处理标准，所述数据流水线处理所述数据文件的处理标准，所述水印流水线将所述处理后的消息文件嵌入到所述处理后的数据文件上的处理标准，或所述逆过程流水线反转所述数据流水线在处理所述数据文件时应用的过程的处理标准。
[0011]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，所述消息流水线还用于根据所述参数集合处理所述消息，所述数据流水线还用于根据所述参数集合处理所述数据文件，所述水印流水线还用于根据所述参数集合将所述处理后的消息文件嵌入到所述处理后的数据文件上，所述逆过程流水线还用于反转所述数据流水线在根据所述参数集合处理所述数据文件时应用的过程。
[0012]根据本专利技术的其它方面，所述数字水印系统还用于在所述消息流水线、所述数据流水线、所述水印流水线或所述逆过程流水线中添加或删除操作。
[0013]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，所述消息流水线还用于使用Paillier概率加密算法对所述消息进行加密。
[0014]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，所述消息流水线使用公钥对所述消息进行加密。
[0015]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，所述数据文件包括视频文件、音频文件或图像文件中的至少一种。
[0016]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，如果所述数据文件是所述图像文件，则所述数据流水线还用于：创建原始图像文件的副本，并将复制的图像文件提供给所述逆过程流水线，收缩所述原始图像文件的尺寸，创建收缩后的图像文件的副本，并将复制的收缩后的图像文件提供给所述逆过程流水线，将所述收缩后的图像文件从空域转换为频域，并将所述频域表示文件提供给所述水印流水线；所述水印流水线还用于：将所述处理后的消息文件嵌入到所述频域表示文件上，生成带水印的频域表示文件，并将所述带水印的频域表示文件提供给所述逆过程流水线；所述逆过程流水线还用于：将所述带水印的频域表示文件从频域转换为空域，以生成带水印的空域收缩后的图像文件，从所述带水印的空域图像文件中减去所述复制的收缩后的图像文件，以从所述带水印的空域收缩后的图像文件中提取带水印区域，增大所述提取的带水印区域的尺寸，以生成增大的水印区域，并将所述增大的水印区域添加到所述原始图像文件中。
[0017]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，所述数据流水线还用于：将所述图像文件从极坐标转换为笛卡尔坐标，将坐标变换后的图像文件从空域转换为频域，并将所述频域表示文件提供给所述水印流水线；所述水印流水线还用于：在所述频域表示文件
的左上象限和右上象限中选择弧，根据分离操作选择所述弧周围的像素，对所述选定像素执行差分编码。
[0018]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，对于要编码的每个位：所述数字水印流水线使用来自所述选定像素的两个像素，即来自所述右上象限的第一像素和来自所述左上象限的第二像素，并且所述第一像素和所述第二像素互为对偶且彼此逆时针相隔90度。
[0019]根据本专利技术的其它方面，在所述数字水印系统中，所述数据文件为空数据文件。
[0020]根据本专利技术的其它方面，数字水印系统还包括批处理流水线，所述批处理流水线用于将所述带水印的数据文件混合到第二数据文件中，所述第二数据文件包括图像文件、视频文件或音频文件中的至少一个。
[0021]根据本专利技术的另一个广泛方面，提供了一种数字水印方法，所述数字水印方法包括：数据分离器接收数字数据文件；将所述数字数据文件分离为消息部分和数据部分，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种数字水印系统，其特征在于，包括：数据分离器，用于接收数字数据文件，并将所述数字数据文件分离为消息部分和数据部分，其中，所述消息部分包括消息文件，所述数据部分包括数据文件；消息流水线，用于处理所述消息文件；数据流水线，用于处理所述数据文件；水印流水线，用于将处理后的消息文件嵌入到处理后的数据文件上；逆过程流水线，用于反转所述数据流水线在处理所述数据文件时应用的过程，并生成带水印的数据文件。2.根据权利要求1所述的数字水印系统，其特征在于，所述数字数据文件还包括参数集合，所述参数集合指定以下各项中的至少一个：所述消息流水线处理所述消息的处理标准，所述数据流水线处理所述数据文件的处理标准，所述水印流水线将所述处理后的消息文件嵌入到所述处理后的数据文件上的处理标准，或所述逆过程流水线反转所述数据流水线在处理所述数据文件时应用的过程的处理标准。3.根据权利要求2所述的数字水印系统，其特征在于：所述消息流水线还用于根据所述参数集合处理所述消息，所述数据流水线还用于根据所述参数集合处理所述数据文件，所述水印流水线还用于根据所述参数集合将所述处理后的消息文件嵌入到所述处理后的数据文件上，所述逆过程流水线还用于反转所述数据流水线在根据所述参数集合处理所述数据文件时应用的过程。4.根据权利要求1至3中任一项所述的数字水印系统，其特征在于，还用于在所述消息流水线、所述数据流水线、所述水印流水线或所述逆过程流水线中添加或删除操作。5.根据权利要求1至4中任一项所述的数字水印系统，其特征在于，所述消息流水线还用于使用Paillier概率加密算法对所述消息进行加密。6.根据权利要求5所述的数字水印系统，其特征在于，所述消息流水线使用公钥对所述消息进行加密。7.根据权利要求1至6中任一项所述的数字水印系统，其特征在于，所述数据文件包括视频文件、音频文件或图像文件中的至少一种。8.根据权利要求7所述的数字水印系统，其特征在于，如果所述数据文件是所述图像文件，则：所述数据流水线还用于：创建原始图像文件的副本，并将复制的图像文件提供给所述逆过程流水线，收缩所述原始图像文件的尺寸，创建收缩后的图像文件的副本，并将复制的收缩后的图像文件提供给所述逆过程流水线，将所述收缩后的图像文件从空域转换为频域，并将所述频域表示文件提供给所述水印流水线；
所述水印流水线还用于：将所述处理后的消息文件嵌入到所述频域表示文件上，生成带水印的频域表示文件，并将所述带水印的频域表示文件提供给所述逆过程流水线；所述逆过程流水线还用于：将所述带水印的频域表示文件从频域转换为空域，以生成带水印的空域收缩后的图像文件，从所述带水印的空域图像文件中减去所述复制的收缩后的图像文件，以从所述带水印的空域收缩后的图像文件中提取带水印区域，增大所述提取的带水印区域的尺寸，以生成增大的水印区域，并将所述增大的水印区域添加到所述原始图像文件中。9.根据权利要求7所述的数字水印系统，其特征在于：所述数据流水线还用于：将所述图像文件从极坐标转换为笛卡尔坐标，将坐标变换后的图像文件从空域转换为频域，并将所述频域表示文件提供给所述水印流水线；所述水印流水线还用于：在所述频域表示文件的左上象限和右上象限中选择弧，根据分离操作选择所述弧周围的像素，对所述选定像素执行差分编码。10.根据权利要求9所述的数字水印系统，其特征在于，对于要编码的每个位：所述数字水印流水线使用来自所述选定像素的两个像素，即来自所述右上象限的第一像素和来自所述左上象限的第二像素，并且所述第一像素和所述第二像素互为对偶且彼此逆时针相隔90度。11.根据权利要求1至10中任一项所述的数字水印系统，其特征在于，所述数据文件为空数据文件。12.根据权利要求11所述的数字水印系统，其特征在于，还包括批处理流水线，所述批处理流水线用于将所述带水印的数据文...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴腾，艾伦，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：