可逆数据隐藏恢复方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及数据隐藏技术领域，具体设及一种可逆数据隐藏的恢复方法，可被应 用在医学、法律和军事等敏感领域。
【背景技术】
[0002] 近几年来数据隐藏成为加强的研究领域。在数据隐藏过程中，大多数多媒体数据 隐藏技术修改覆盖介质并因此使覆盖介质失真。即使失真通常很小且人类视觉系统化VS) 不可觉察，但通常不能完全恢复原始覆盖介质。换言之，此类数据隐藏技术大多数不可逆， 对某些敏感应用，如法律和医学图像，是不可接受的。对于法律、医学和其他敏感应用，需要 可逆数据隐藏W提取嵌入的数据并恢复原始主体信号，所W现有技术带来的缺点，实有待 改善。
[0003] 面对上面的缺点，有李小龙先生等提出了一种新的嵌入方法，本发明称为第一嵌 入方法，该第一嵌入方法主要是实现了在每个块的最大值和最小值处嵌入数据，最多可嵌 入两个比特。将原始图像分成大小相同但互不重叠的块mXn2,并对块内像素按灰度值进行 升序排序，请参看图1。
[0004]如图 1 所示，原始像素序列为（P1，P2, . . .，pn-i，Pn) = (162，161，159，157，163，158)， 升序排序后变为(pSi，pS2，. . .，pSn_l，pSn) = (157，158，159，161，162，163)，其中n = nlXn2。 [000引用次最大值预测最大值，用次最小值预测最小值，执行数据嵌入。最大值预测误差 emax = pSn-pSn-i，最小值预测误差emin = pSi-pS2，嵌入公式为
[0008] 可W看出，第一嵌入方法主要利用了单极值块，实现了信息的可逆隐藏，请参看图 2。具有如下特点：
[0009] 1、执行嵌入的像素位于排序后灰度值序列的两端；
[0010] 2、每个块最多影响到2个像素，且像素值最大变化1，因此具有可保证很高的保真 度；
[0011] 3、虽然每个块最多可嵌入2比特数据，但是仅仅对灰度值序列的两端进行利用，对 多极值块没有充分利用，因此嵌入容量较小，有待进一步挖掘像素冗余，实有待进一步改 善。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的是提供一种可逆数据隐藏的恢复方法。
[0013] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是
[0014] -种可逆数据隐藏的恢复方法，其中，包括：
[0015] 读取辅助信息步骤，接收到嵌入水印信息的图像后，读取获得完整获取辅助信，该 辅助信息包括位置图W及辅助信息标识。；
[0016] 预处理步骤，将嵌入水印信息的图像进行分块并按块内灰度值进行排序；
[0017] 标识步骤，将排序后的序列进行检测、识别并标识特征类块；
[0018] 处理步，从位置图中解压缩出次极大值像素位置图，确定各块位置图，识别块类 型；确定次极大值像素:根据解压缩的次极大值像素位置图，确定各块的次极大值像素，称 为次极大基像素;计算次极大基像素灰度值大的像素与次极大基像素的差，差为1提取水印 信息0,像素灰度值不变;差为2提取水印信息1，像素灰度值减1;差大于2则标识无嵌入信 息，像素灰度值不变;从数据最后嵌入块W后的像素中提取嵌入的最低有效位序列，并替换 到辅助信息占用的像素中；
[0019] 提取水印信息与恢复图像步骤:重复标识步骤与处理步骤，依次处理各个块并提 取水印信息并恢复块内各最大像素灰度值，从而得到原始图像。
[0020] 所述的恢复方法，其中，该辅助信息标识包括净荷容量、块大小、压缩后的位置图 尺寸、最后嵌入块索引W及最后嵌入像素索引。
[0021] 所述的恢复方法，其中，该位置图包括溢出像素位置图，全平滑块位置图W及基像 素位置图。
[0022] 所述的恢复方法，其中，该特征类块包括:ki类块、k2类块W及混合k类块。
[0023] 所述的恢复方法，其中，该ki类块为极小灰度值像素数量为1，等值极大灰度值数 量Knp-max < n-1，其中kl = np-maxiil<kl < n-1。
[0024] 所述的恢复方法，其中，当识别出ki类块时，此情况下，ie{l，2, . . .，n}， 语a、=多:一川-护,提取的信息比特为
[002引 /，= /);-(卢"4 +1)
[0026]图像恢复策略为，
[0030] 所述的恢复方法，其中，该k2类块为极大灰度值像素数量为1，等值极小灰度值数 里 1〈Ilp-min ^ η-1 , 中 k2 - Πρ-minJzL 1〈k2 ^ Π-1。。
[0031] 所述的恢复方法，其中，当设别出k2类块时，此情况下，ie{l，2, . . .，n}， 瑞η =炭;-的:+1，提取的信息比特为
[0037] 所述的恢复方法，其中，当设别出混合k类块时，该等值极大灰度值像素数量1< np-max ^ η-1，專值极小灰度值数里 l〈np-min ^ η-1，其中kl 二np-max，k2 二np-miii，且kl+k2 ^ η-1，且
[0038]
[0039] 所述的恢复方法，其中，当识别出混合k类块，此情况下，ie {1，2, . . .，η}，
睾值极大值处提取的信息比特为
[0047] 所述的恢复方法，其中，该预处理步骤包括：
[0048] 块:将原始图像分成个大小相同但互不重叠的块；
[0049 ]排序:对块内像素按灰度值进行排序。
[0050] 所述的恢复方法，其中，该块内像素按灰度值排序方式为升序或降序。
[0051] 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、W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0052] 图1为现有技术第一嵌入方法中图片的像素块排序图；
[0053] 图2为现有技术第一嵌入方法的嵌入水印信息的排序图；
[0054] 图3为本发明的可逆数据隐藏方法中嵌入水印信息的简要流程图；
[0055] 图4为本发明的可逆数据隐藏方法中嵌入水印信息的步骤图；
[0056] 图5a-图化为本发明的可逆数据隐藏方法与其他Ξ种方法的对比图，其中，图5a为 Lena图片为例的对比图，化为Baboon图片为例的对比图，5c为Airplane图片为例的对比图， 5d为Barbara图片为例的对比图，5e为Elaine图片为例的对比图，5f为Lake图片为例的对比 图，图5g为Boat图片为例的对比图，图化为化ppers图片为例的对比图。
【具体实施方式】
[0057] 本发明设及数据隐藏技术领域，具体设及一种可逆数据隐藏方法。可逆数据隐藏 技术，是指在数字图像处理过程中，对载体图像嵌入水印信息，授权用户可从嵌入水印后的 图像中既能提取水印信息，同时也可W恢复为原始的载体图像。
[0058] 本发明的发明思路是将图像进行分块后，各块内像素灰度有最大值和最小值，对 于整个原始图像来讲可有很多极值，包含极大值和极小值。在使用第一嵌入方法嵌入时，只 利用了块中的单极值像素。为了更好的利用块的等极值像素携带信息比特，本发明提出了 第二嵌入方法。具体来说，使用标记增强利用图像的次极值像素，也就是块的次最大灰度像 素和次最小灰度像素，去预测最大灰度像素和最小灰度像素，形成次极值像素位置图。在此 基础上，使用位置图标记图像中的次极大值像素，用其预测各块内的等最大值像素，实现水 印信息的按需嵌入，充分挖掘了图像中的等极大值像素冗余，实现了 "1个位置，多比特嵌 入"，有效提高了信息容量。同时，有效做到了第一嵌入方法与第二嵌入方法的无缝融合。
[0059] 如图3所示，图3为本发明的可逆数据隐藏方法中嵌入水印信息的简要流程图。预 处理步骤包括溢出块识别和全平滑块识