具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请所涉及的方法、装置、设备或者计算机可读存储介质不仅可用于到音频、图像或视频等多媒体载体中，在版权保护和溯源中有着广阔的应用前景。

本实施例提供了一种加密数字水印添加方法。图6是根据本申请实施例的数字水印添加方法的流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤：

本申请实施例提供了一种加密数字水印添加方法，应用于多媒体载体，包含以下步骤：

奇异值分解步骤S10：将多媒体载体数据形成的任意矩阵，基于奇异值分解，输出N个包含多媒体载体特征值的n×n的第一特征正交矩阵，其中N及n为大于等于一的正整数；

计算加密矩阵步骤S20：基于包含数字水印内容的字符串，计算该字符串的哈希值，将哈希值进行进制转换，转换为M个n×n包含哈希值的哈希正交矩阵，其中M为大于等于一的正整数；

融合矩阵步骤S30：将第一特征正交矩阵中的第i项至第i+M-1项替换为哈希正交矩阵，输出N个n×n的第二特征正交矩阵，完成加密数字水印的添加，其中i为大于等于一的正整数。

进一步的，加密数字水印添加方法还包括：

多媒体还原步骤：计算所述第二特征正交矩阵，还原所述多媒体载体后，与原始的所述多媒体载体进行比对验证。

进一步的，加密数字水印添加方法还包括：

水印反向验证步骤：将已经完成加密数字水印添加的多媒体载体执行奇异值分解步骤，获取第一特征正交矩阵的第i项至第i+M-1项，与哈希正交矩阵进行比对，完成加密数字水印的反向验证。

进一步的，加密数字水印添加方法还包括：

水印模糊验证步骤：当多媒体载体进行了模糊处理，得到的加密数字水印的部分数值发生变化时，基于众数方法进行加密数字水印的原始数据判断，完成加密数字水印的反向验证。

以下结合附图详细说明本发明方法具体实施例的处理流程：

(1)奇异值分解

本发明具体实施例中采用对图像像素进行奇异值分解(svd)，但本发明并不限于此，还可以对音频、视频等其他多媒体载体进行处理；

奇异值分解原理：在线性代数中，我们知道对任意一个矩阵都存在奇异值分解，

A＝U∑V^T，其中U和V是标准正交矩阵，而是一个对角矩阵，每一个对角元是该矩阵的奇异值，奇异值指的是矩阵的特征值开根号。其具体分解形式如下：

其中

将A展开得A＝σ₁u₁v^T ₁+σ₂u₂v^T ₂+...+σ_ru_rv^T _r

·U是一个m×n的矩阵，满足U^TU＝I_n，I_n是n×n的单位阵

·V是一个n×n的矩阵，满足V^TV＝I_n

·D是一个n×n的对角矩阵，所有的元素都非负

根据奇异值分解计算，从左上角到右下角的δ权重依次降低。将A看成一个图像的矩阵，上面和式的每一个分量按大小排序，越大说明越重要。而后面的权很小，可以舍去，对图像的清晰度显示没有影响。

图7为本发明具体实施例原始图片示意图，如图7所示，可以将原图片中的像素数据看作是一个矩阵，对原图像任意矩阵进行svd分解计算为N个n×n的正交矩阵，本发明具体实施例中，根据δ权重值进行选取，如果前100项包含了原图像的大部分特征信息，可以用来描述图片的主要部分特征信息，我们取前k＝100项计算得到恢复的A_k，图8为本发明具体实施例k＝20图片示意图，图9为本发明具体实施例k＝40图片示意图，图10为本发明具体实施例k＝60图片示意图，图11为本发明具体实施例k＝80图片示意图，图12为本发明具体实施例k＝100图片示意图，如图9-12所示，取前k项计算得到恢复的A_k。

(2)计算加密矩阵

1.假设水印内容为“工号88888”，计算该字符串的哈希值；

2.hash(“工号88888”)＝a80e432caf43d1f1928a33b61808903b；

3.将其转换为10进制，取前10位为2223384357；

4.加密矩阵为如下所示：

(3)将加密矩阵融合到图片到分解矩阵中

我们将I₁₀₁到I₁₁₀替换为加密矩阵，将k＝[101,102.......110]这10个项的I_k替换为上面10个矩阵，图13为本发明具体实施例原图示意图；图14为本发明具体实施例添加数字水印示意图，如图13和14所示，可以看到添加水印后的图片和原图差别非常小。

(4)还原图片

我们将I₁₀₁到I₁₁₀替换为加密矩阵，然后计算新的矩阵A。

(5)水印验证计算

将图片进行svd分解，取第101到110项，可以得到水印信息如下所示：

(6)水印模糊验证

如果图像进行了模糊处理，得到的水印信息为如下所示：

虽然部分值发生了变化，但是可以根据众数来判断原始数据(如果图片变化过于严重，水印信息还原可能会出错)

图15为本发明数字水印添加系统示意图，如图15所示，本申请实施例提供了一种加密数字水印添加系统100，采用如上所述加密数字水印添加方法，应用于多媒体载体，包含以下模块：奇异值分解模块10，计算加密矩阵模块20和融合矩阵模块30；

奇异值分解模块10：将多媒体载体数据形成的任意矩阵，基于奇异值分解，输出N个包含多媒体载体特征值的n×n的第一特征正交矩阵，其中N及n为大于等于一的正整数；

计算加密矩阵模块20：基于包含数字水印内容的字符串，计算该字符串的哈希值，将哈希值进行进制转换，转换为M个n×n包含哈希值的哈希正交矩阵，其中M为大于等于一的正整数；

融合矩阵模块30：将第一特征正交矩阵中的第i项至第i+M-1项替换为哈希正交矩阵，输出N个n×n的第二特征正交矩阵，完成加密数字水印的添加，其中i为大于等于一的正整数。

进一步的，加密数字水印添加系统还包括：

多媒体还原模块：计算第二特征正交矩阵，还原多媒体载体后，与原始的多媒体载体进行比对验证。

进一步的，加密数字水印添加系统还包括：

水印反向验证模块：将已经完成加密数字水印添加的多媒体载体执行奇异值分解步骤，获取第一特征正交矩阵的第i项至第i+M-1项，与哈希正交矩阵进行比对，完成加密数字水印的反向验证。

进一步的，加密数字水印添加系统还包括：

水印模糊验证模块：当多媒体载体进行了模糊处理，得到的加密数字水印的部分数值发生变化时，基于众数方法进行加密数字水印的原始数据判断，完成加密数字水印的反向验证。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的加密数字水印添加方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的加密数字水印添加方法。

另外，结合图6描述的本申请实施例的实体推荐方法可以由计算机设备来实现。图16为根据本申请实施例的计算机设备的硬件结构示意图。

计算机设备可以包括处理器81以及存储有计算机程序指令的存储器82。

具体地，上述处理器81可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

其中，存储器82可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器82可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，简称为HDD)、软盘驱动器、固态驱动器(SolidState Drive，简称为SSD)、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal SerialBus，简称为USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器82可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。

在合适的情况下，存储器82可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器82是非易失性(Non-Volatile)存储器。在特定实施例中，存储器82包括只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)和随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(Programmable Read-OnlyMemory，简称为PROM)、可擦除PROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称为EPROM)、电可擦除PROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称为EEPROM)、电可改写ROM(Electrically Alterable Read-Only Memory，简称为EAROM)或闪存(FLASH)或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，简称为SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，简称为DRAM)，其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存储器(Fast Page Mode Dynamic Random Access Memory，简称为FPMDRAM)、扩展数据输出动态随机存取存储器(Extended Date Out Dynamic Random Access Memory，简称为EDODRAM)、同步动态随机存取内存(Synchronous Dynamic Random-Access Memory，简称SDRAM)等。

存储器82可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器81所执行的可能的计算机程序指令。

处理器81通过读取并执行存储器82中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种实体推荐方法。

在其中一些实施例中，计算机设备还可包括通信接口83和总线80。其中，如图16所示，处理器81、存储器82、通信接口83通过总线80连接并完成相互间的通信。

通信接口83用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。通信端口83还可以实现与其他部件例如：外接设备、图像/数据采集设备、数据库、外部存储以及图像/数据处理工作站等之间进行数据通信。

总线80包括硬件、软件或两者，将计算机设备的部件彼此耦接在一起。总线80包括但不限于以下至少之一：数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)、控制总线(Control Bus)、扩展总线(Expansion Bus)、局部总线(Local Bus)。举例来说而非限制，总线80可包括图形加速接口(Accelerated Graphics Port，简称为AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA)总线、前端总线(Front Side Bus，简称为FSB)、超传输(Hyper Transport，简称为HT)互连、工业标准架构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、无线带宽(InfiniBand)互连、低引脚数(Low Pin Count，简称为LPC)总线、存储器总线、微信道架构(Micro ChannelArchitecture，简称为MCA)总线、外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，简称为PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(Serial AdvancedTechnology Attachment，简称为SATA)总线、视频电子标准协会局部(Video ElectronicsStandards Association Local Bus，简称为VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线80可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

该计算机设备可以基于加密矩阵的方法作为特征信息，即使部分信息丢失也能对特征信息进行还原，从而实现结合图1描述的加密数字水印添加方法。

本发明原始数据被模糊处理后依然可以恢复水印信息，主要解决模糊算法后数字水印消失的问题，其他专利使用的方法都是将二维码或者logo当作水印加到频域信息中，但是这些方法鲁棒性不佳，logo或者二维码信息很容易被破坏无法还原，本方法使用加密矩阵的方法作为特征信息，即使部分信息丢失也能对特征信息进行还原。

另外，结合上述实施例中的加密数字水印添加方法，本申请实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种加密数字水印添加方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。