一种基于余数不变性的高容量可逆水印方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于余数不变性的高容量可逆水印方法;包括水印嵌入过程及水印提取和原图像恢复过程；本发明提出的整数变换去掉了附加项，降低了嵌入失真，此整数变换仅由一个预测过程组成，它用块的均值去预测块中的每一个像素，仅让子块中最后一个预测误差前的每一个预测误差携带水印信息，而让最后一个像素仅被预测却不能携带任何水印信息，以保证整数变换的可逆性；利用图像子块的均值除以某一给定的嵌入参数所得到的余数在嵌入前后不发生变换的这个特性，整数变换可以无失真恢复出原始像素和水印信息；也因此，本发明无论是在嵌入容量上，还是在恢复图像质量上，都有了相当程度的提高。
【专利说明】一种基于余数不变性的高容量可逆水印方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多媒体信号处理【技术领域】，具体地讲，涉及一种基于余数不变性的高容量可逆水印方法。
【背景技术】
[0002]传统的数字水印技术会造成宿主图像的永久性失真。但在一些实际应用中却不允许对宿主图像有一丁点的永久修改，比如医疗、军事和司法等领域。以医学图像为例，任何形式的失真都是不允许的。任何一幅医学图像的获取需要精密仪器的支持和昂贵的医疗费用，更为重要的是失真可能会造成潜在的误诊。例如，对于一幅ECG(electrocardiographic)信号图,任何一点信号曲线的异常都有可能被解释为某种病理特征。因此，传统的数字水印技术并不适用于医学图像。一种称为可逆水印的技术引起了越来越多人的研究与关注。可逆数字水印能以无损的方式将相关水印信息嵌入到宿主图像中，能在接收端有效地提取水印并精确恢复原始图像。
[0003]如何在保持载体图像视觉质量的情况下显著提高水印嵌入的数据容量，成为近年来图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.)提出了一种广义差值扩展的可逆水印方法。Alatter提出的广义可逆整数小波变换可概括如下:
【权利要求】
1.一种基于余数不变性的高容量可逆水印方法，其特征在于:包括水印嵌入过程及水印提取和原图像恢复过程； 在水印嵌入过程中，先将原始图像分成互不重叠的多个图像子块，用图像子块的均值去预测每个图像子块中的每一个像素，使每个图像子块中的每一个像素得出一个预测误差; 对每一个图像子块中最后一个预测误差前的每一个预测误差作差扩展，并对每一个扩展后的像素嵌入水印信息，而对每一个图像子块中的最后一个预测误差仅作差扩展而不对其嵌入水印信息，以保证整数变换的可逆性； 对于任一图像子块，用图像子块的方差来评估像素之间的相关性，按照方差的大小，将图像子块分成相关性高的子块和相关性弱的子块，对相关性高的子块的每一子块中的每个像素嵌入水印信息，而对相关性弱的子块不作任何修改； 水印提取和原图像恢复过程为水印嵌入过程的逆过程，通过利用图像子块的均值除以给定的嵌入参数所得到的余数在嵌入前后没有发生变换这一特性，来提取出原始水印信息和恢复出原始图像。
2.根据权利要求1所述的基于余数不变性的高容量可逆水印方法，其特征在于: 所述水印嵌入过程包括以下步骤: 先将一副原始图像分成互不重叠的大小为 mX η的图像子块，用X表不某个mX K大小的图像子块，即，x_)； 用图像子块的均值去预测图像子块中`的每一个像素，得到wx?个预测误差； 再对图像子块前x?-1j个预测误差中的每一个预测误差进行1g2I「次差扩展，并嵌log2.t比特水印到每一个扩展后的像素中，t是某一给定的嵌入参数；而对图像子块最后一个像素，仅作差扩展而不对其嵌入水印信息，以保证整数变换的可逆性； 最后，对于任一图像子块，用图像子块的方差来评估像素之间的相关性，按照方差的大小，将子块分成闻相关性的子块和相关性弱的子块，对于闻相关性的子块，嵌-1)比特水印信息到块中的每一个像素；而对于相关性弱的子块不作任何修改。
【文档编号】G06T1/00GK103440615SQ201310408452
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】翁韶伟, 张天聪, 潘正祥 申请人:广东工业大学