第6期 刘琚：独立分量分析的图像/视频分析与应用 ·501 CA提取出来的ICF.其中(a)~(e)中灰度显著的 到的嵌人水印的图像就是载体图像和水印图像的混 地方显示了弹下的钢琴键，b1~b分量分别对应第 叠；在水印检测时，从待检测的载体图像中提取出水 4键、第2键、第1键、第3键和第5键.VICF是从同 印图像，通过与原始水印图像的比较来判断待检测 一内容的视频帧中提取出来的特征帧，是视频内容 的载体图像中是否嵌入水印.水印嵌人及提取的方 的本质特征，对视频中的各种处理有很强的鲁棒性. 案框图如图15所示7. 待检测的 图像 载体图像1 嵌入水印的 类载休 图像I ·图像/ (a)b,VICF (b)b,VICF (e)b,VICF 、提取水印的 提取出来 水印图像 密钥I, 的水印w 图15空域中嵌入及提取水印的方案 (d)b,VICF (e)b,VICF b VICF ig.15 Framework of watermarking embedding and extraction in spatial domain 图13PICA分解得到的独立分量顿 1)水印的嵌人和提取， Fig.13 Principal independent content feature frames 选择2幅尺寸相同的图像分别作为载体图像1 obtained by PICA 和水印图像w,将其看作ICA模型的2个源信号.水 3基于ICA的图像数字水印 印的嵌入过程用公式表示如下： 数字水印技术是一种将特制的、不可见的标记 隐藏在数字图像、声音、视频等数字内容中，由此可 以确定版权拥有者，认证数字内容来源的真实性等. 式中：S,和s分别是载体图像I和水印图像w的行 数字水印系统通常包含2个部分：水印信息的嵌入 向量形式，x和x分别是对应嵌入水印的图像 和水印信息的提取或检测，一般要求水印具有不可 和I于提取水印的密钥图像z的行向量，Am是混 见性、鲁棒性和较大的信息容量72川，水印嵌入和 叠矩阵，也就是这个方案的嵌入函数.若Am= 检测模型如图14所示. ,则 水印信息 a22 a1S1+a12Sw=1, [密钥 水印嵌入算涸 水印载体数据 a21S1+a25。=4: 载体数据 为了满足水印不可见性的要求，Am中|a1I≥ Ia2l,并且可以通过调节它们2个的比例关系来调 水印载休数据 节水印的不可见程度，其中a21、a22均不为零， 密钥 水印提取算法 水印信息 检测水印时，可以将混叠矩阵和密钥矩阵联合 起来通过水印嵌入过程的逆过程分离出水印信息； 「原始载休数据 然而这种检测方法对于混叠矩阵的保密性不好，并 图14水印嵌入和检测模型 且由于水印检测的病态性，这样的检测方法会使水 Fig.14 Models of watermark embedding and detection 印的鲁棒性变差.因此，这里采用ICA算法进行水 可以看出，ICA的混叠/分离模型与水印的嵌 印的分离，获得到分离矩阵Wm后，利用式(1)进行 入V提取在某种程度上是相通的.因此，将ICA与水 分离和提取水印.如果待检测的水印图像为”，则 印技术结合，就可以得到基于ICA的图像/视频水 提取过程的公式表示如下： 印方案.下面分别给出基于混叠图像盲分离的图像 水印检测方案 3.1直接水印方案 式中：x为待测水印图像的行向量形式，s为提 方案利用ICA的混叠/分离模型，在时空域中 取出来的水印图像w'的行向量形式，行向量s为一 将水印图像直接叠加到载体图像上.在水印嵌入时， 个与原始载体图像类似的图像'的向量形式.W 将水印图像作为一个弱信号嵌人到载体图像中，得 为提取水印时的分离矩阵