[發(fā)明專利]一種基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310408452.9
• 申請(qǐng)日: 2013-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN103440615A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁韶偉;張?zhí)炻?/a>;潘正祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T1/00
• 分類號(hào): G06T1/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多媒體信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)會(huì)造成宿主圖像的永久性失真。但在一些實(shí)際應(yīng)用中卻不允許對(duì)宿主圖像有一丁點(diǎn)的永久修改，比如醫(yī)療、軍事和司法等領(lǐng)域。以醫(yī)學(xué)圖像為例，任何形式的失真都是不允許的。任何一幅醫(yī)學(xué)圖像的獲取需要精密儀器的支持和昂貴的醫(yī)療費(fèi)用，?更為重要的是失真可能會(huì)造成潛在的誤診。例如，對(duì)于一幅?ECG（electrocardiographic）信號(hào)圖，任何一點(diǎn)信號(hào)曲線的異常都有可能被解釋為某種病理特征。因此，傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)并不適用于醫(yī)學(xué)圖像。一種稱為可逆水印的技術(shù)引起了越來越多人的研究與關(guān)注。可逆數(shù)字水印能以無損的方式將相關(guān)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(fù)原始圖像。

如何在保持載體圖像視覺質(zhì)量的情況下顯著提高水印嵌入的數(shù)據(jù)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,?“Reversible?watermark?using?the?difference?expansion?of?a?generalized?integer?transform,”?IEEE?Trans.?Image?Process.,?vol.?13,?no.?8,?pp.?1147–1156,?2004.)?提出了一種廣義差值擴(kuò)展的可逆水印方法。Alatter提出的廣義可逆整數(shù)小波變換可概括如下:

(1)

用來表示某一包含了個(gè)像素的圖像子塊，即，表示攜帶水印后的圖像子塊，代表子塊的均值，即。假設(shè)，代入到等式(1)可得：

(2)

從等式(2)可以看出，Alattar可分成兩個(gè)部分：一個(gè)預(yù)測(cè)過程（用去預(yù)測(cè)中的每一個(gè)像素）和一個(gè)附加項(xiàng)。Alattar有它自身的弱點(diǎn)：為了保證圖像子塊的在嵌入前后不發(fā)生變化，除了對(duì)每一個(gè)像素引入一個(gè)預(yù)測(cè)過程，它還必須要對(duì)每一個(gè)像素引入一個(gè)附加項(xiàng)，這個(gè)附加項(xiàng)的引入必定會(huì)在預(yù)測(cè)失真的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增大嵌入失真。由于和（），則，即。例如，當(dāng)，且（），附加項(xiàng)的值可達(dá)到2。因此，由于這個(gè)附加項(xiàng)的引入，Alatter對(duì)每個(gè)像素額外多引入了最高可達(dá)2的嵌入失真，這將直接導(dǎo)致圖像視覺質(zhì)量的嚴(yán)重下降。

為了降低嵌入失真，必須去掉這個(gè)附加項(xiàng)，因此我們提出了一種基于余數(shù)不變性的可逆水印方法，以此提高嵌入容量和圖像的視覺質(zhì)量。而針對(duì)Wang?(X.?Wang,?X.?L.?Li,?B.?Yang,?and?Z.?M.?Guo,?“Efficient?generalized?integer?transform?for?reversible?watermarking,”?IEEE?Signal?Processing?Letters,?vol.?17(6),?pp.?567–570,?2010.)提出一種基于有效整數(shù)變換的可逆水印技術(shù)，在本發(fā)明中，我們也將給出本發(fā)明與Alattar和Wang在嵌入容量和視覺質(zhì)量兩個(gè)方面的比較結(jié)果。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于余數(shù)不變性的高容量可逆水印方法，本方法可以用于醫(yī)學(xué)圖像、軍事地圖和軍用圖像的管理和授權(quán)使用信息中，以此為依據(jù)判別醫(yī)學(xué)圖像、軍事地圖和軍用圖像的來源，版權(quán)，真?zhèn)蔚刃畔ⅰ?/p>

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：包括水印嵌入過程及水印提取和原圖像恢復(fù)過程；