印刷品數字水印檢測器的實現

2 系統硬件

　　數字水印檢測設備的硬件框圖如圖2所示。CMOS圖像傳感器是近年來發展迅猛的一種圖像傳感器，一些高端CMOS芯片所獲得的靜態圖片，其質量可與CCD媲美。本文采用Omnivision公司的高端CMOS芯片OV3610,它具有300萬像素點，能夠提供高品質的圖像。本文采用FPGA通過SCCB接口對OV3610芯片進行控制，采集圖像。SCCB接口是Omnivision公司開發的一種串行接口技術。它是一種串行接口總線，由時鐘信號、輸入數據、輸出數據組成。主機可以通過SCCB接口訪問CMOS傳感器的內部寄存器，從而控制CMOS的工作模式、輸出圖像的格式、圖像的增益、RGB各個分量的增益、曝光時間、曝光強度、圖像開窗等，使得到的圖像便于識別水印。圖像的讀取是由FPGA進行時序控制的，圖像的輸出接口包含了10位的圖像數據線和同步信號VSYNC、HSYNC、HREF.其中VSYNC信號進行幀同步，HSYNC信號進行行同步，HREF用于標志一行未傳輸完畢。時序如圖3所示。

　　本文采用容量為256K×16bit的SRAM作為DCT系數的存儲體。要完全存儲DCT變換的數據是不可能的。因此，FPGA計算出的DCT系數并不能完全存儲，也沒有必要。因為水印是添加在每個16×16塊的前10個系數里，因此只需保存每個塊的前10個系數，3145728像素圖片產生的水印信息只有120KB.待FPGA完成圖片的DCT計算后，DSP得到運算完畢信號，從SRAM中取出DCT系數，進行相關運算。如果運算結果超過事先設定的閾值，則認為該圖片存在水印，反之為不含水印。檢測結果通過系統控制器在點陣液晶屏顯示，并且觸發語音報警器，實現語音報警。此外，該系統還具有與PC機的通信能力，能夠通過RS232接口從PC機下載新的水印信息，因此便于水印的更新。要檢測含有不同水印信息的圖片只需下載不同的水印信息即可。

　　經過試驗得出圖4、圖5、圖6所示的仿真結果。該系統能夠穩定地檢測出含有水印的圖像和不含水印的圖像。對于含有水印的圖像復制品，可以通過設置恰當的閾值予以鑒別。一般含有水印的原始圖像的相關值處于一個平均值，而圖像復制品處于一個較低的平均值。該系統每次檢測耗時小于2秒，能夠進行水印的快速檢測。