虹膜数字水印算法

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1、第29卷第4期增刊仪器仪表学报Voi．29No．41塑墨笙兰旦堡垒!坠曼塑!旦坚婴型旦￡墨尘!望塑堑璺!望塑翌呈坐生曼兰塑墨虹膜数字水印算法宰冯桂张维纬杨艺敏(华侨大学信息科学与工程学院泉州362021)摘要充分利用虹膜识别技术和数字水印技术的优点，在研究虹膜特点的基础上，提出在重要的彩色或灰度图像中嵌入基于虹膜的水印信息的方案，从而达到对图像内容进行可靠认证的目的。设计并实现了所提方案，系统充分考虑人眼的视觉特性和算法的实时性要求，利用DSP实现，使系统具有更好的实用价值。关键词数字水印虹膜识别H、『SIrisBasedDigitalWate

2、rmarkSchemeFengGuiZhangWeiweiYangYimin(Schooloflnfo．ScienceandTechnologyHuaQiaoUniversityQuanZhou362021China)AbstractFullyutilizingtheadvantageofirisrecognitiontechnologyanddigitalwatermarktechnology，basedonthefeatureofiris，aniriswatermarkembeddingschemeisproposed，whichgains

3、anewandeffectivewaytoprotectimportantcoloredorgreyimage．Thesystemfullyconsidersthevisioncharacteristicofthehumanbeingandthedemandofreal—time．WeuseDSPtoimplementthesystem，whichmakesthesystemmorepracticable．KeywordsdigitalwatermarkirisrecognitionHVS口随着信息技术和计算机网络的飞速发展，许多传统媒体都开始

4、向数字化的方向发展，数字化的多媒体数据为信息的广泛传播提供了极大便利，但同时引发数字信息传输的安全问题和数字产品的版权保护问题u1。数字水印技术作为密码技术和数字签名的有效补充比1，近年来已成为人们研究的热点。丙虹膜因其具有唯一性、稳定性、高可靠性和非接触性等特点而备受关注。虹膜是人体重要的生物特征，不同人之间的虹膜具有随机的细节和纹理特征，这些特征在人的一生中保持相当高的稳定性，不易改变，能够成为独一无二的标测31；并且在进行虹膜识别时是非接触式的，不需对人体进行侵犯；·基金项目：福建省自然基金项目(编号：A0610022)、国务院侨办科研基

5、金项目(编号：06QZR03)此外瞳孔的缩放使虹膜组织具有活体组织的显著特性，可以有效的防止人工伪造。所以虹膜识别技术有很好的应用前景。本文综合考虑虹膜作为用户身份证明的唯一性和数字水印作为多媒体数字产品版权保护的有效补充性，充分利用虹膜识别和数字水印技术的特点，提出在彩色图像中嵌入虹膜水印信息，并利用DSP处理器验证这种基于虹膜的彩色数字图像水印算法的有效性和实用性。2虹膜水印信息的生成2．1虹膜的定位虹膜定位是虹膜特征提取关键的一步，虹膜定位的精确与否将直接影响到虹膜特征的提取与编码，而虹膜定位的时间也将影响整个系统的实时性。第4期增刊≈桂

6、等：n膜数字水印算瞧(1)虹膜内边界的定位一般而占，虹膜灰度值比巩膜敷度值小，而瞳孔灰度值又比虹膜灰度值小。利用这种特性．可采用二值化方法分离出瞳孔，从而找到虹膜的内边界以及圆心。在虹膜图像的灰度直方图(如图1所示)tp。瞳孔韶分灰度值很小且集中，与其它郭分差异明显提取瞳孔的阈值应该选择在第一个峰值的右侧。采用阚值法可分离出瞳孔。

7、I

8、‰‰图1虹膜图像的衷度直方圈(2)虹膜内圆心定位由于蛆膜具有几乎为圆形的对称几何特征．根据该特点，同心在最大的弦(即直径)上。目此，可以在边缘圈上，作{i扫描拄出距离最近的两点对应的横坐标玉、屯，作列扫描拽出距离

9、昂远的阿点对应的纵坐标儿、Y2，根据公式(1)、(2)、(3)即可求得虹膜内边界的圆心o、蚱和半径r·h=!些(1)。：旦丝(2)⋯t掣，掣(3)虹膜外边界的定位般可虬把虹膜的内圆和外圆近似看成是同心圆。一过虹膜的外边缘往往比较模糊．不能用与内圆相同的方法寻找其边缘点、确定兑半径。本文先进行边缘增强，再采用Hough检测圆寻找辨边界。醴被检测圆的*径为，．圆心为(a，b)a则圆的方程如式(4)所示。要确定圆的参数a⋯b，就需要一个三维的参数矩阵P(a，bt，)。(㈣12+(y～6)‘=，。(4)设(j．y)为一值化边缘上的点，循环搜索参数a、b

10、、^把该参数搜索到的点(‘．卫)的个数存到对应自q；参数矩阵P(a，b，一中，最后选出矩阵P中的最大值P(a，b，r)对应的参数印圆心坐标(a，b)和