一種基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法;包括水印嵌入過程及水印提取和原圖像恢復(fù)過程；本發(fā)明提出的整數(shù)變換去掉了附加項，降低了嵌入失真，此整數(shù)變換僅由一個預(yù)測過程組成，它用塊的均值去預(yù)測塊中的每一個像素，僅讓子塊中最后一個預(yù)測誤差前的每一個預(yù)測誤差攜帶水印信息，而讓最后一個像素僅被預(yù)測卻不能攜帶任何水印信息，以保證整數(shù)變換的可逆性；利用圖像子塊的均值除以某一給定的嵌入?yún)?shù)所得到的余數(shù)在嵌入前后不發(fā)生變換的這個特性，整數(shù)變換可以無失真恢復(fù)出原始像素和水印信息；也因此，本發(fā)明無論是在嵌入容量上，還是在恢復(fù)圖像質(zhì)量上，都有了相當(dāng)程度的提高。
【專利說明】一種基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多媒體信號處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講，涉及一種基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)會造成宿主圖像的永久性失真。但在一些實際應(yīng)用中卻不允許對宿主圖像有一丁點的永久修改，比如醫(yī)療、軍事和司法等領(lǐng)域。以醫(yī)學(xué)圖像為例，任何形式的失真都是不允許的。任何一幅醫(yī)學(xué)圖像的獲取需要精密儀器的支持和昂貴的醫(yī)療費用，更為重要的是失真可能會造成潛在的誤診。例如，對于一幅ECG(electrocardiographic)信號圖,任何一點信號曲線的異常都有可能被解釋為某種病理特征。因此，傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)并不適用于醫(yī)學(xué)圖像。一種稱為可逆水印的技術(shù)引起了越來越多人的研究與關(guān)注。可逆數(shù)字水印能以無損的方式將相關(guān)水印信息嵌入到宿主圖像中，能在接收端有效地提取水印并精確恢復(fù)原始圖像。
[0003]如何在保持載體圖像視覺質(zhì)量的情況下顯著提高水印嵌入的數(shù)據(jù)容量，成為近年來圖像可逆水印算法研究的主要方向之一。Alattar (A.M.Alattar, “Reversiblewatermark using the difference expansion of a generalized integer transform, ”IEEE Trans.1mage Process., vol.13, n0.8, pp.1147 - 1156, 2004.)提出了一種廣義差值擴展的可逆水印方法。Alatter提出的廣義可逆整數(shù)小波變換可概括如下:
【權(quán)利要求】
1.一種基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法，其特征在于:包括水印嵌入過程及水印提取和原圖像恢復(fù)過程； 在水印嵌入過程中，先將原始圖像分成互不重疊的多個圖像子塊，用圖像子塊的均值去預(yù)測每個圖像子塊中的每一個像素，使每個圖像子塊中的每一個像素得出一個預(yù)測誤差; 對每一個圖像子塊中最后一個預(yù)測誤差前的每一個預(yù)測誤差作差擴展，并對每一個擴展后的像素嵌入水印信息，而對每一個圖像子塊中的最后一個預(yù)測誤差僅作差擴展而不對其嵌入水印信息，以保證整數(shù)變換的可逆性； 對于任一圖像子塊，用圖像子塊的方差來評估像素之間的相關(guān)性，按照方差的大小，將圖像子塊分成相關(guān)性高的子塊和相關(guān)性弱的子塊，對相關(guān)性高的子塊的每一子塊中的每個像素嵌入水印信息，而對相關(guān)性弱的子塊不作任何修改； 水印提取和原圖像恢復(fù)過程為水印嵌入過程的逆過程，通過利用圖像子塊的均值除以給定的嵌入?yún)?shù)所得到的余數(shù)在嵌入前后沒有發(fā)生變換這一特性，來提取出原始水印信息和恢復(fù)出原始圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法，其特征在于: 所述水印嵌入過程包括以下步驟: 先將一副原始圖像分成互不重疊的大小為 mX η的圖像子塊，用X表不某個mX K大小的圖像子塊，即，x_)； 用圖像子塊的均值去預(yù)測圖像子塊中`的每一個像素，得到wx?個預(yù)測誤差； 再對圖像子塊前x?-1j個預(yù)測誤差中的每一個預(yù)測誤差進行1g2I「次差擴展，并嵌log2.t比特水印到每一個擴展后的像素中，t是某一給定的嵌入?yún)?shù)；而對圖像子塊最后一個像素，僅作差擴展而不對其嵌入水印信息，以保證整數(shù)變換的可逆性； 最后，對于任一圖像子塊，用圖像子塊的方差來評估像素之間的相關(guān)性，按照方差的大小，將子塊分成聞相關(guān)性的子塊和相關(guān)性弱的子塊，對于聞相關(guān)性的子塊，嵌-1)比特水印信息到塊中的每一個像素；而對于相關(guān)性弱的子塊不作任何修改。
【文檔編號】G06T1/00GK103440615SQ201310408452
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】翁韶偉, 張?zhí)炻? 潘正祥 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)