印刷品数字水印检测器的实现

2 系统硬件

数字水印检测设备的硬件框图如图2所示。CMOS图像传感器是近年来发展迅猛的一种图像传感器，一些高端CMOS芯片所获得的静态图片，其质量可与CCD媲美。本文采用Omnivision公司的高端CMOS芯片OV3610,它具有300万像素点，能够提供高品质的图像。本文采用FPGA通过SCCB接口对OV3610芯片进行控制，采集图像。SCCB接口是Omnivision公司开发的一种串行接口技术。它是一种串行接口总线，由时钟信号、输入数据、输出数据组成。主机可以通过SCCB接口访问CMOS传感器的内部寄存器，从而控制CMOS的工作模式、输出图像的格式、图像的增益、RGB各个分量的增益、曝光时间、曝光强度、图像开窗等，使得到的图像便于识别水印。图像的读取是由FPGA进行时序控制的，图像的输出接口包含了10位的图像数据线和同步信号VSYNC、HSYNC、HREF.其中VSYNC信号进行帧同步，HSYNC信号进行行同步，HREF用于标志一行未传输完毕。时序如图3所示。

　　本文采用容量为256K×16bit的SRAM作为DCT系数的存储体。要完全存储DCT变换的数据是不可能的。因此，FPGA计算出的DCT系数并不能完全存储，也没有必要。因为水印是添加在每个16×16块的前10个系数里，因此只需保存每个块的前10个系数，3145728像素图片产生的水印信息只有120KB.待FPGA完成图片的DCT计算后，DSP得到运算完毕信号，从SRAM中取出DCT系数，进行相关运算。如果运算结果超过事先设定的阈值，则认为该图片存在水印，反之为不含水印。检测结果通过系统控制器在点阵液晶屏显示，并且触发语音报警器，实现语音报警。此外，该系统还具有与PC机的通信能力，能够通过RS232接口从PC机下载新的水印信息，因此便于水印的更新。要检测含有不同水印信息的图片只需下载不同的水印信息即可。

　　经过试验得出图4、图5、图6所示的仿真结果。该系统能够稳定地检测出含有水印的图像和不含水印的图像。对于含有水印的图像复制品，可以通过设置恰当的阈值予以鉴别。一般含有水印的原始图像的相关值处于一个平均值，而图像复制品处于一个较低的平均值。该系统每次检测耗时小于2秒，能够进行水印的快速检测。