一種基于余數不變性的高容量可逆水印方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于余數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過程；本發明提出的整數變換去掉了附加項，降低了嵌入失真，此整數變換僅由一個預測過程組成，它用塊的均值去預測塊中的每一個像素，僅讓子塊中最后一個預測誤差前的每一個預測誤差攜帶水印信息，而讓最后一個像素僅被預測卻不能攜帶任何水印信息，以保證整數變換的可逆性；利用圖像子塊的均值除以某一給定的嵌入參數所得到的余數在嵌入前后不發生變換的這個特性，整數變換可以無失真恢復出原始像素和水印信息；也因此，本發明無論是在嵌入容量上，還是在恢復圖像質量上，都有了相當程度的提高。
【專利說明】一種基于余數不變性的高容量可逆水印方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及多媒體信號處理【技術領域】，具體地講，涉及一種基于余數不變性的高容量可逆水印方法。
【背景技術】
[0002]傳統的數字水印技術會造成宿主圖像的永久性失真。但在一些實際應用中卻不允許對宿主圖像有一丁點的永久修改，比如醫療、軍事和司法等領域。以醫學圖像為例，任何形式的失真都是不允許的。任何一幅醫學圖像的獲取需要精密儀器的支持和昂貴的醫療費用，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，傳統的數字水印技術并不適用于醫學圖像。一種稱為可逆水印的技術引起了越來越多人的研究與關注。可逆數字水印能以無損的方式將相關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原始圖像。
[0003]如何在保持載體圖像視覺質量的情況下顯著提高水印嵌入的數據容量，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小波變換可概括如下:
【權利要求】
1.一種基于余數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測誤差; 對每一個圖像子塊中最后一個預測誤差前的每一個預測誤差作差擴展，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測誤差僅作差擴展而不對其嵌入水印信息，以保證整數變換的可逆性； 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性，按照方差的大小，將圖像子塊分成相關性高的子塊和相關性弱的子塊，對相關性高的子塊的每一子塊中的每個像素嵌入水印信息，而對相關性弱的子塊不作任何修改； 水印提取和原圖像恢復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參數所得到的余數在嵌入前后沒有發生變換這一特性，來提取出原始水印信息和恢復出原始圖像。
2.根據權利要求1所述的基于余數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測圖像子塊中`的每一個像素，得到wx?個預測誤差； 再對圖像子塊前x?-1j個預測誤差中的每一個預測誤差進行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是某一給定的嵌入參數；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性，按照方差的大小，將子塊分成聞相關性的子塊和相關性弱的子塊，對于聞相關性的子塊，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 優先權日:2013年9月10日
【發明者】翁韶偉, 張天聰, 潘正祥 申請人:廣東工業大學