位置图调整方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机技术，具体涉及一种新的位置图调整方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，伴随着计算机和网络技术的发展，越来越多的图像在网络中传输，在给用 户提供方便的同时，也带来了一系列的安全隐患。对图像的不当使用和恶意篡改，不仅会涉 及个人隐私，也会给社会带来严重的负面影响。
[0003] 针对数字图像信息安全，人们已提出了多种方法，如：①将明文图像转换为密文图 像的数字图像加密技术；②将机密图像隐藏于非相关载体中的数字图像隐写技术；③给图 像添加版权认证标识，对图像的真实性和完整性，来源者和使用者进行认证的数字图像水 印技术；④结合现有技术特点对图像的真实性和完整性进行甄别的数字图像盲取证技术以 及⑤将机密图像拆分为影子图像，利用部分分发影子图像重构秘密图像的数字图像信息分 存技术。
[0004] 随着发展，对嵌入容量的提升和图像质量的改善有了更大的要求，从而降低用户 满意度，实需要改善。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供于一种新的位置图调整方法，特别是基于差值位置图调整方 法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0007] -种位置图调整方法，其中，灰度图像的位置图为单分量，彩色图像图像则为三分 量位置图，本方法将位置图中元素的零组置" 1"。
[0008] 所述的调整方法，其中，位置图中元素的零组置"1"具体采用如下公式：ZSa= f^ZSi) = 且Zi= 1〇 .f
[0009] 所述的调整方法，其中，该零组为由连续n(n彡1)个可扩展差值标志"0"，记为一 个零组。
[0010] 所述的调整方法，其中，当η= 1时为单零组，SS= {zss}，ZsseZ，且zss= 0。
[0011] 所述的调整方法，其中，当η= 2时为双连零组DS= {zssl，zss2}，zssl，zss2eZ，且 ZsslZss2 〇 〇
[0012] 所述的调整方法，其中，n= 3 时为三连零组TS= {zssl，zss2,zss3}，zssl，zss2,zss3eZ， 且zssl=zss2=zss3= 0〇
[0013] 所述的调整方法，其中，该零组为由连续n(n彡1)个可扩展差值标志"0"，记为一 个零组。
[0014] 所述的调整方法，其中，
[0015]
[0016] 所述的调整方法，其中，当调整强度等于η时，neZ且η彡1，则将1(1彡1彡η) 零组全部置"1"。
[0017] 所述的调整方法，其中，该调整强度调整特定长度的零组。
[0018] 所述的调整方法，其中，该调整强度为2。
[0019] 所述的调整方法，其中，该调整强度为3。
[0020] 所述的调整方法，其中，该可扩展差值的差值用Diff表示，则
[0021]
3的X，y分别表示相邻两个像素的灰度值。
[0022] 所述的调整方法，其中，可扩展需要满足条件：
[0023]|Diff| 彡min((2 (255-Mean))，（2Mean+l))〇
[0024] 所述的调整方法，其中，扩展后的差值01打6满足公式：
[0025]
[0026] 其中，W为二进制数，且weZ，We{〇,1}，表示要嵌入的水印信息位。
[0027] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、以及附图中所特别指出的技术来实现和获得。
【附图说明】
[0028]图1为本发明载体图像及其差值位置图，其中图la为Lena载体图像，图lb为差 值阈值为10的位置图，图lc差值阈值为20的位置图；
[0029] 图2为图像差值位置图调整前后对比图，采用Lena图片，其中图2a为lena原图， 图2b为调整前位置图，图2c为调整强度为3的调整图片；
[0030] 图3为图像差值位置图调整前后对比图，采用P印pers图片，其中图3a为P印pers 原图，图3b为调整前位置图，图3c为调整强度为3的调整图片；
[0031]图4为本发明调整方法后差值阈值保持不变，调整强度对性能的提升对比图，采 用的图片为Lena，图4a为水印净荷性能对比图，图4b为PSNR性能对比图；
[0032] 图5为发明调整方法的λ3保持不变，调整强度对不同T,情况下的性能提升对比 图，采用的图片为Lena，图5a为水印净荷性能对比图，图5b为PSNR性能对比图；
[0033] 图6为在差值阈值Td= {5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50}下得到的位置图调整 算法性能对比图，其中图6a为对Lena图片的调整，图6b为对Peppers图片的调整。
【具体实施方式】
[0034] 下面对本发明作进一步详细的说明。
[0035] 本发明的发明思路针对位置图压缩这个空间域水印嵌入算法的关键问题，以提高 嵌入容量为目标，提出了一种基于差值位置图调整的差分扩展方法。本发明充分考虑了可 扩展差值的位置分布，通过修改短连续零组，大幅提高了无损压缩率，从而获得了大量的水 印净荷嵌入空间，同时减少了嵌入总量，有效提升了峰值信噪比。仿真实验表明，该算法 可通过选择最佳或优选调整强度明显提升水印嵌入性能，水印净荷嵌入容量最大可提升 2. 48~5. 26倍，峰值信噪比可提升4. 4~8dB。
[0036] 下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0037] 为了描述简单，本发明简化如下三个条件：
[0038] 条件1 :默认处理灰度图像，对于彩色图像可对应RGB相应成分进行分组嵌入；
[0039] 条件2 :略去对水印信息的预处理环节；
[0040] 条件3:水印信息采用二值图像。
[0041] 以上三条件仅仅是为了简便描述，并非对本发明的限制。对条件1中，一般用灰度 图像作为测试图像即可评定不同信息处理方法的效果。
[0042] 如果有非灰度图像，也就是彩色图像，可以对应RGB相应成分进行分组嵌入。灰度 图像的位置图为单分量，彩色图像图像则为三分量位置图。彩色图像每像素占3个字节，灰 度图像后，每个像素占一个字节，每个字节为8位，值大小范围为[0, 255]，表征当前彩色图 像像素的亮度。从这个角度讲，彩色图像可看成三分量灰度图像，RGB的彩色图像像素亮度 一般按以下公式计算：
[0043]I= 0. 11XR+0. 29XG+0. 3XB.
[0044] 位置图用"0"和" 1"来表征信息有无，可看成二值图像，呈现"非黑即白"外观。
[0045] 在条件2中，主要略去对象为置乱与加密。
[0046] 差分扩展办法主要思想是按照一定方式扫描图像，获取灰度值。于是设相邻像素 对记为P(X，y)，X，yeZ，且0 <X，y< 255,X和y分别表示相邻像素对应的灰度值。
[0047] 水印嵌入过程为：
[0048] 步骤1:逐行（列）扫描图像，获取相邻像素对灰度值，得到满足公式⑴的均值 Mean和差值Diff;
[0049]
[0050] 步骤2:分析差值的防溢出条件，进行差值分类，要求可扩展的差值Diff同时满足 公式⑵，
[0051]|Diff| 彡min((2(255-Mean))，（2Mean+l)) (2)
[0052]扩展后的差值Diffe满足公式（3)
[0053]
[0054] 其中，w为二进制数，且weZ，We{〇, 1}，表示要嵌入的水印信息位。
[0055] 步骤3 :为获得更好的可视质量，合理设置差值阈值Td，只扩展|Diff|彡Td的差 值。
[0056] 水印提取是在嵌入位置图的基础上，提取相应