[發明專利]基于雙線性插值的可逆水印數據隱藏方法

在審

• 申請號: 202110248354.8
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112907432A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 葉漢民;李志波;蒲立力
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于雙線性插值的可逆水印數據隱藏方法，其特征在于：載體圖像預處理部分，主要通過對載體圖像先進行倒S掃描，其次在掃描的像素按每三個一組進行分組，將最小值置于中點，計算兩端與中點差值從而構建差值數組；在進行構建差值數組的同時引入雙線性插值，使得相鄰像素點的差值更小，旨在最大化峰值；水印信息的隱藏部分，通過在差值數組的峰點兩側進行嵌入，默認方向為自左向右，若是嵌入的是1，則進行向右平移，若為0，則不進行移動；接下來就是水印信息的提取部分，首先進行倒S掃描存儲像素值，記錄像素的最小值與中間值的交換的位置信息，差值信息存儲為數組1，將第一步的差值信息存儲數組2；數組1用來改變數值，數組2進行對比；隨后再把差值直方圖中差值為1的像素進行恢復，并把水印信息提取出來；水印信息提取后，再把差值直方圖差值大于1的像素值進行移位，恢復原載體圖像。

2.根據權利要求1所述的種基于雙線性插值的可逆水印數據隱藏方法，其特征在于：該方法具體包括以下流程：

步驟一：載體圖像預處理部分

對載體圖像先進行倒S掃描，其次在掃描的像素按每三個一組進行分組，將最小值置于中點，計算兩端與中點差值從而構建差值數組；雙線性插值是有兩個變量的插值函數的線性插值擴展，其核心思想是在兩個方向分別進行一次線性插值，其插值原理是待插點像素值取原圖像中與其相鄰的4個點像素值的水平、垂直兩個方向上的線性內插，經過此算法處理后的圖像，會產生更多的像素值，它們主要由插值點周圍像素的灰度值通過插值運算獲得；

f(x,y)≈f(0,0)*(1-x)(1-y)+f(1,0)*x(1-y)+f(0,1)*(1-x)y+f(1,1)*xy

矩陣表示形式：

f(x,y)≈b₁+b₂x+b₃y+b₄xy

b₁＝f(0,0)

b₂＝f(1,0)-f(0,0)

b₃＝f(0,1)-f(0,0)

b4＝f(1,1)-f(1,0)-f(0,1)+f(0,0)

在進行構建差值數組的同時引入雙線性插值，使得相鄰像素點的差值更小，旨在最大化峰值；插值后的數組為

其中i,j為載體圖片的像素值的位置，i′,j′插值后的像素坐標；

步驟二：水印信息嵌入

1)通過在差值數組的峰點兩側進行嵌入，默認方向為自左向右；

2)若是嵌入的是1，則進行向右平移，若為0，則不進行移動；

3)對于那些不是峰值點，且處在top和bottom之間的向右平移；如果左右都需要向右平移，則修改中間像素的值，如果只平移左右其中一個，則只需要修改左或右的值，使其差值為1即可；

4)隨后進行移位嵌入水印信息，得到嵌入水印后的載體圖片；

步驟三：水印信息提取和原載體圖片的恢復

1)進行倒S掃描，將掃描路徑經過的像素值存儲在一個一維數組中，并且默認掃描方向向右；

2)找出像素組中值最小的那個數與中間值進行交換，并且記錄交換位置；計算每組數據之間的差值存儲在數組1中，并將原來的差復制到新的數值2中；數組1用來改變數值，數組二用來進行對比；

3)水印嵌入時把差值直方圖大于0的像素值向右平移了一個單位，故差值為1說明水印的嵌入值是1，差值為0說明水印在此次沒有進行嵌入；

4)進行差值直方圖的恢復，恢復圖像塊中的差值和像素值，并且將水印信息呈現出來；

5)待水印提取完畢后，把差值直方圖中差值大于1的像素值進行移動，得到原載體圖像。