[發明專利]一種基于分塊合并策略的PVO數字水印方法

有效

• 申請號: 201710386695.5
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107169915B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王祥;張海濱;裴慶祺
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于數字水印技術領域，公開了一種基于分塊合并策略的PVO數字水印方法，包括：對于復雜度小于T1的塊進行PVO的嵌入；第一層合并：對于合并后的塊，再次計算其復雜度并根據閾值T2進行PVO的嵌入；第二層合并：對于不滿足要求的塊，根據相鄰塊之間的位置關系，將滿足要求的塊合并成一個4*4的塊；合并后的塊，再次計算其復雜度并根據閾值T3進行PVO的嵌入。本發明通過計算相似度，將分塊由小到大一層層合并，實現了動態控制分塊的大小，有效提升了分塊內像素的相關性，實現了在相同嵌入容量下獲得更少的圖像失真，大大提升了嵌入后圖像的PSNR(峰值信噪比)；可用于秘密信息的可逆隱藏。

技術領域

本發明屬于數字水印技術領域，尤其涉及一種基于分塊合并策略的PVO數字水印方法。

背景技術

近些年來，在軍事、醫學、遙感圖像處理等領域中，對于原始圖像進行分析和研究，通過調整人眼對于圖像中不敏感區域的信息，提出了可逆水印技術。在提取水印之后，原始圖像可以被準確無誤的恢復；其中一種像素值排序(PVO)的技術受到了許多關注，將原始圖像劃分成等大小的塊之后，給定塊內的像素并根據像素值排序，然后通過修改每個分塊的最大值和最小值來實現數據嵌入。對于給定的嵌入容量，最終搜索最佳分塊大小，以使嵌入失真最小化；由于同一分塊中的像素通常具有很強的相關性，所以該方法有著良好的嵌入性能。PVO嵌入性能與其分塊大小有顯著的相關性；使用固定的分塊方案極大地限制了方案的能力。

綜上所述，現有技術存在的問題是：PVO水印方案中，固定的分塊方案極大地限制了方案的能力。PVO嵌入性能與分塊大小有著明顯的相關性，使用較大的塊固然可以得到較高的性能，但卻導致了嵌入容量的減少；為了滿足較高的嵌入容量，必須使用較小的塊，從而導致了圖像質量的降低。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于分塊合并策略的PVO數字水印方法。

本發明是這樣實現的，一種基于分塊合并策略的PVO數字水印方法，所述基于分塊合并策略的PVO數字水印方法包括以下步驟：

步驟一，讀取原始灰度圖像并將其分為不重復的2*2大小的塊；

步驟二，對每一個分塊計算其局部復雜度并在位圖中標記；

步驟三，對位圖進行無損數據壓縮并作為輔助信息的一部分等待嵌入；

步驟四，2*2分塊的嵌入，對于復雜度小于T1的塊進行PVO的嵌入；

對于分塊X_i＝{x₁,...,x_n}，復雜度的定義如下：

NL_i＝Var(x₂,…,x_n-1)

這里Var表示求方差。

步驟五，第一層合并：對于局部復雜度大于T1的2*2的塊，計算與相鄰塊的相似度Sim，根據相似度大小，將相似度小于S的相鄰塊進行合并，形成一個大小為8的分塊；

對于待合并的分塊X＝{x₁,...,x_n}和Y＝{y₁,...,y_n}，相似度Sim的定義如下：

步驟六，對于合并后的塊，再次計算其復雜度并根據閾值T2進行PVO的嵌入；

步驟七，第二層合并：對于不滿足要求的塊，根據相鄰塊之間的位置關系，將滿足要求的塊合并成一個4*4的塊；

步驟八，合并后的塊，再次計算復雜度并根據閾值T3進行PVO的嵌入；

步驟九，使用LSB替換的方法進行輔助信息的嵌入，并將替換下來的LSB序列作為負載的一部分進行嵌入；嵌入完成；