[發明專利]一種基于分塊預測及差值直方圖平移的可逆信息隱藏方法

有效

• 申請號: 201910503610.6
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110232651B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 劉連山;王曉利
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

本發明公開了一種基于分塊預測及差值直方圖平移的可逆信息隱藏方法，屬于數字水印和信息隱藏領域，本發明方法首先把圖像劃分成4*4的圖像塊，然后進行三鄰域分塊，每四個像素為一組，選取一個像素和它周邊的三個像素，使用周邊三個像素生成預測值，使用預測值與選取的像素進行比較，產生差值，差值進行向下取整，一個圖像塊內生成四個差值，然后生成差值直方圖。本發明提高了水印的嵌入容量，在保持圖像視覺效果的前提下，簡化了算法步驟，嵌入和提取水印前，只需要進行分塊就可以；該方法不僅可以實現可逆水印，而且水印不可見性較好，實驗簡單易行，嵌入水印后圖像的PSNR高，圖像視覺效果好，具有實用價值。

技術領域

本發明屬于數字水印和信息隱藏領域，具體涉及一種基于分塊預測及差值直方圖平移的可逆信息隱藏方法。

背景技術

隨著人們安全意識和知識產權意識的提高，人們對自身信息的安全度也越來越重視，數字水印技術的使用也越來越多。圖像數字水印技術根據嵌入的水印圖像能否恢復分為可逆和不可逆水印技術。為了保護圖像的完整性，可逆水印的使用越來越多。可逆水印又稱無損水印，屬于脆弱性數字水印，它能明顯反映出信號是否被篡改，并且可以在提取出水印之后無損地恢復原始圖像，適合圖像完整性的認證。因此，可逆圖像水印技術主要用于醫學、軍事和法學方面等特殊領域，進行圖片的保留存儲工作，用來保證重要圖像信息的不丟失。

文獻“NI Z,SHI Y Q,ANSARI N,et al.Reversible data hiding”(IEEE Transon Circuits and Systems for Video Tech-nology,2006,16:(3)354-362.)的水印嵌入方法，算法實現容易，嵌入的容量也主要取決于峰值點，但是用于像素值均衡的圖像的時候，峰值點不突出，因此該算法的效果并不好。文獻”THODI D M,RODRUGUEZ J J.Expansionembedding techniques for reversible watermarking”(IEEE Trans-actions on ImageProcessing,2007,16(3):721-730)提出可以通過相鄰像素計算產生預測值，通過預測值可以和原值進行差值，進行水印的嵌入，依賴的周圍像素比較多，占嵌入容量。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提出了一種基于分塊預測及差值直方圖平移的可逆信息隱藏方法，設計合理，克服了現有技術的不足，具有良好的效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于分塊預測及差值直方圖平移的可逆信息隱藏方法，包括如下步驟：

步驟1：設原圖像為M*N的灰度圖像，將原圖像劃分成4*4的圖像塊，記為B_k，其中，k＝1,2,3...[M/4]*[N/4]；

步驟2：對每一個4*4的圖像塊B_k進行分塊處理，將每四個像素作為一組，記作b_km，m＝1,2,3,4；b_km內部像素表示為n＝1,2,3,4；記作k代表是第幾個大塊，m代表大的分塊中的小塊，n代表具體的像素；將包括無標記、橫線、斜線和豎線在內的四個像素作為一組，中間標黑的像素用來和自身像素做差值，標黑的像素就是水印的嵌入點；

步驟3：將三個像素向下取整預測出像素的預測值

步驟4：將的真實值與預測值作差求出依次類推，將的真實值與預測值作差求出

步驟5：利用差值生成差值直方圖；

步驟6：對差值直方圖進行平移處理，對于差值直方圖中像素值大于0的部分，整體向右平移一個單位，在差值直方圖像素值為1的位置上就會留出空白；