[发明专利]一种基于局部定位和Alattar整数变换的可逆水印的处理方法

说明书

本发明公开了一种基于局部定位和Alattar整数变换的可逆水印的处理方法，该方法利用Alattar整数变换的均值不变性对图像块的局部纹理特征进行评估，具体通过某一图像块的均值和环绕此图像块的所有像素的相关程度来评定这个图像块是否位于平滑区域。在方法中，为了保持较高的视觉质量，仅对位于平滑区域的图像块进行水印嵌入，而对位于纹理复杂区域的图像块使其保持不变。利用均值不变性对图像块的局部纹理特征进行评估的思想，本发明解决了Alattar方法中在嵌入率低的时候无法高效压缩位置图的问题，从而在低嵌入率时实现了高PSNR值。总之，通过引入局部定位，本发明可以高效地压缩位置图，从而提高了嵌入性能。

技术领域

本发明属于多媒体信号处理领域，具体是一种基于局部定位和Alattar整数变换的可逆水印的处理方法。

背景技术

数字水印技术是指在数字多媒体中嵌入一些标识或签名而不被察觉的一种技术，数字水印技术在一些应用场合起到至关重要的作用，例如数字媒体的版权保护、认证、数据完整性、数字指纹及数据隐藏等，但传统的数字水印技术通常对载体图形引入一些细微的、不可逆的失真，甚至会造成宿主图像的永久性失真，但在一些实际应用中却不允许对宿主图像有一丁点的永久修改，比如医疗、军事和司法等领域。以医学图像为例，任何形式的失真都是不允许的。任何一幅医学图像的获取需要精密仪器的支持和昂贵的医疗费用，更为重要的是失真可能会造成潜在的误诊。例如，对于一幅ECG(electrocardiographic)信号图，任何一点信号曲线的异常都有可能被解释为某种病理特征。因此，传统的数字水印技术并不适用于医学图像。当隐藏数据被提取后，原始图形需要被无失真地恢复，因此即使是非常轻微的失真也是不允许的，在这种情况下，出现了无失真地恢复原始图像的嵌入技术，又称可逆的，无损的或是可消除的数据嵌入技术。可逆水印的技术引起了越来越多人的研究与关注，可逆数字水印能以无损的方式将相关水印信息嵌入到宿主图像中，能在接收端有效地提取水印并精确恢复原始图像。

如何在保持载体图像视觉质量的情况下显著提高水印嵌入的数据容量，成为近年来图像可逆水印方法研究的主要方向之一。王祥等于2010年在IEEE信号处理快报，17卷(6)发表了“直方图平移的自适应大容量可逆水印方法”的文章，其中第567–570页(Wang(X.Wang,X.L.Li,B.Yang,and Z.M.Guo,“Efficient generalized integer transformfor reversible watermarking,”IEEE Signal Processing Letters,vol.17(6),pp.567–570,2010)，提出一种基于有效整数变换的可逆水印技术。

y₁＝2x₁-a(x) (1)

y₂＝2x₂-2f(a(x))+w₁

＝2x₂-(a(x)+LSB(a(x)))+w₁

…

y_n＝2x_n-2f(a(x))+w_n-1

＝2x_n-(a(x)+LSB(a(x)))+w_n-1

用x来表示某一包含了n个像素的图像子块，即x＝(x₁,x₂,…,x_n)，y＝(y₁,y₂,…,y_n)表示携带水印后的图像子块，代表子块x的均值，即w_i(i∈{0,1,…,n-1})代表1-比特水印信息即w_i∈{0,1，}LSB(·)代表最不重要位。