[發明專利]基于PVO和自適應塊分割的可逆水印算法

有效

• 申請號: 201610059600.4
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105741224B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 翁韶偉;張天聰;潘正祥
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

本發明公開一種基于PVO和自適應塊分割的可逆水印算法，屬于多媒體信息安全領域，該算法先根據局部紋理特征的復雜程度將圖像塊粗分成兩類：平滑塊和紋理塊，再按照塊內像素的相關程度將平滑塊細分成兩個子類：低平滑性的塊和高平滑性的塊。對于任一個低平滑性的塊，按照像素值由低到高的順序對其進行排序得到(p_σ(1),p_σ(2),…,p_σ(n))，用p_σ(n?2)去預測p_σ(n?1)和p_σ(n)或用p_σ(3)去預測p_σ(2)和p_σ(1)，一個低平滑性的塊至多能攜帶四比特水印信息。而對于高平滑性的塊，將其分成只包含3個像素的子塊，即(p₁,p₂,p₃)，先對(p₁,p₂,p₃)進行排序得到(p_σ(1),p_σ(2),p_σ(3))，本發明通過僅修改p_σ(3)來達到同時修改p_σ(1),p_σ(2)的目的，極大降低了嵌入失真。

技術領域

本發明涉及一種多媒體信號處理領域，具體是指數字水印技術中的可逆水印算法。

背景技術

傳統的數字水印技術會造成宿主圖像的永久性失真。但在一些實際應用中卻不允許對宿主圖像有一丁點的永久修改，比如醫療、軍事和司法等領域。以醫學圖像為例，任何形式的失真都是不允許的。任何一幅醫學圖像的獲取需要精密儀器的支持和昂貴的醫療費用，更為重要的是失真可能會造成潛在的誤診。例如，對于一幅ECG(electrocardiographic)信號圖，任何一點信號曲線的異常都有可能被解釋為某種病理特征。因此，傳統的數字水印技術并不適用于醫學圖像。一種稱為可逆水印的技術引起了越來越多人的研究與關注。可逆數字水印能以無損的方式將相關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原始圖像。

如何在保持載體圖像視覺質量的情況下顯著提高水印嵌入的數據容量，成為近年來圖像可逆水印算法研究的主要方向之一。Feng(F.Peng,X.L.Li,B.Yang,“Improved PVO-based reversible data hiding,”Digital Signal Processing,vol.25,pp.255-265,2014.)提出一種基于PVO和像素間位置關系的可逆水印技術。

在Peng等人的方法中，原始圖像被分成大小為n＝r×c的圖像塊。對于任意一個圖像塊(p₁,…,p_n)(n≥3)，其全部像素按像素值的大小做升序排列得到(p_σ(1),…,p_σ(n))，其中σ:{1,...,n}→{1,...,n}是一對一的數據映射，它表示的是像素在排序之前的位置，注意：如果兩個像素的值相等，則原先位置在前的像素排序后仍在前而原先位置在后的像素排序后仍在后，即如果p_σ(i)＝p_σ(j)且i＜j，則p_σ(1)≤…≤p_σ(n)，σ(i)＜σ(j)。

在考慮了p_σ(n)和p_σ(n-1)之間的位置關系后，產生出一個新的差值d_max。

d_max＝p_u-p_v (1)

其中