[發明專利]在承載圖像中隱藏信息、圖像質量評價及信息傳輸方法

有效

• 申請號: 201210501413.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102938841A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 周詮;李曉博;黎軍;張怡;呼延烺;李靜玲
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種在承載圖像中隱藏信息的方法，同時還涉及一種采用該隱藏方法的圖像質量評價方法和采用該隱藏方法利用圖像的信息傳輸方法。

背景技術

隨著科技的發展，圖像分辨率越來越高，傳輸的數據量越來越大，一般都采用數據壓縮技術進行傳輸，航天器圖像壓縮與數據傳輸系統的地位更為突出，對圖像數據傳輸系統的性能評價越來越重要。

目前絕大部分圖像壓縮算法都采用有損壓縮方法去除視覺冗余信息，壓縮后犧牲了信源的部分信息。經過圖像壓縮算法及壓縮設備壓縮后的圖像質量直接反映了該算法和設備的性能，因此，圖像質量評價成為一個值得關注的問題。同時，該方法也可以應用于增強圖像質量、提高圖像編解碼算法的容錯性等方面。

圖像質量評價從方法上可以分為主觀評價方法和客觀評價方法，前者憑感知者主觀感受評價對象圖像質量。目前的研究以后者為主，后者依據模型給出的量化指標或參數衡量圖像質量。

峰值信噪比基于圖像像素灰度值進行統計和平均計算，是常用的衡量信號失真的指標。盡管對部分圖像或視頻質量評價時可能與主觀感知的質量產生較大的偏差，但PSNR對多數圖像質量評價仍然是有效的。國際上已經評價了10余種質量評價模型，最終沒有確定出一種模型作為標準模型。主要原因是從統計的角度來講，這些模型取得的結果與PSNR沒有顯著區別。因此，國內外普遍認為PSNR仍為圖像質量評價一個有意義的參考指標。但該方法需要原圖像進行評價，在實際圖像數傳系統中沒有原圖像，利用該方法無法進行評價。

傳統的圖像壓縮質量評價方法，主要在設計階段、試驗階段使用，也就是在能得到原始圖像的情況下使用。在缺乏原始圖像的情況下，如當航天器獲取的圖像經過航天器數據壓縮傳輸系統傳輸到地面后就無法使用了，因為地面無法得到原始的圖像，只能得到經過信道傳輸后解壓縮恢復的圖像。因此，地面進行圖像壓縮質量評價時，主要進行主觀評價，或者對接收的圖像本身的特征參數進行客觀評價，既無法與原圖對比，也無法得出客觀評價指標(如峰值信噪比(PSNR)。

申請號：CN200810191796.8，名稱：一種對星載光學遙感圖像壓縮質量進行評價的方法，針對衛星傳感器的特性生成模擬圖像，采用客觀評價為主、主觀評價為輔的綜合方法全面、系統、有針對性地評價圖像壓縮質量，構建了星載光學遙感圖像壓縮質量評價的完整體系。但該評價方法只能對接收的圖像本身進行主客觀評價，無法做到原始圖像與接收圖像特性的直接對比評價。

申請號：CN201210178979.2，該發明公開了一種圖像傳輸質量評價方法，該方法主要解決了傳統評價方法無法實現兩幅圖像特征參數對比的難題，大大改善了對圖像數據傳輸系統的圖像傳輸質量評價的客觀性，避免了僅靠主觀評價可能帶來的問題。但該方法是把特征參數隱藏在原始圖像中進行不壓縮傳輸，或者是把特征參數隱藏于原始圖像壓縮后的數據中進行傳輸，但接收端無法得到恢復圖像與原始圖像之間的峰值信噪比。

發明內容

本發明的技術解決問題是：一方面提供了一種在承載圖像中隱藏信息的方法，提高了承載圖像中隱藏信息的抗壓縮性能，并進一步提高了可隱藏信息的信息量。另一方面還提供了一種圖像質量評價方法，可以將圖像的指標參數隱藏于圖像中，并在圖像接收端通過對圖像傳輸前后指標參數的比對實現了對圖像質量的評價。同時，還提供了一種利用圖像的信息傳輸方法，可以實現信息在圖像中的隱藏傳輸。

本發明的技術解決方案是：

本發明一方面公開了一種在承載圖像中隱藏信息的方法，包括圖像發送端的信息隱藏步驟和圖像接收端的信息提取步驟：

所述信息隱藏步驟包括：

承載圖像預處理：

1)將所述大小為M×N的承載圖像P按行或列以Z字型掃描順序分為大小為m×n的互不重疊的圖像塊Pi，其中，M，N，m，n為偶數，i＝1，2，...，L，L＝(M×N)/(m×n)；

2)將所述圖像塊Pi中每個像素位置坐標的橫坐標和縱坐標分別進行模二運算，如果橫坐標和縱坐標的模二運算結果相等，則將該位置坐標的像素歸為集合A，否則將該位置坐標的像素歸為集合B；

3)對于每個所述圖像塊Pi，將所述集合A中的像素值之和與所述集合B中的像素值之和的差作為該所述圖像塊Pi的統計量Tx，并分別計算所有圖像塊Pi的統計量Tx，將所得到的統計量中最大值的絕對值作為最大統計絕對值Tmax；

4)調整每個所述圖像塊Pi的像素值：

若所述圖像塊的統計量Tx大于等于-T1且小于等于T1，則所述圖像塊的像素值保持不變，其中，T1為小于Tmax的正整數值；