[发明专利]一种改进差值扩展的大容量可逆图像水印算法

摘要

本发明涉及图像处理，数字水印技术领域，公开了一种改进差值扩展的大容量可逆图像水印算法，包括水印嵌入与水印提取，通过猫脸置乱、广义差值扩展法、改进的灰度溢出处理以及差值量化法，对原始图像进行水印嵌入以及对含水印图像进行水印提取。与现有技术相比，本发明推导出通过广义差值扩展法进行水印嵌入前后像素均值不变致使其前后平滑度值不变，便于水印提取；而且使用改进的灰度溢出处理方法，保证一定视觉质量的前提下，可以进行多次水印嵌入，扩大水印嵌入的容量；通过差值量化算法嵌入辅助信息，具有较好的不可感知性，有效荷载能力较高；水印提出后可以完整的恢复出原始图像，并且提取的水印与原始水印的相似度极高，误差较小。

主权项

1.一种改进差值扩展的大容量可逆图像水印算法，其特征在于，包括水印嵌入和水印提取，所述水印嵌入包括如下步骤：/nS1对水印W作改进猫脸置乱得到W'，对变换后的水印W'将其转变为一维二进制序列；/nS2对M×N大小的原始图像I进行块划分，将其划分成大小为X×X的互不重叠图像块I_i，其中，M、N皆为X的整数倍，/nS3计算图像块I_i平滑度值，并对其进行从小到大稳定排序，建立排序索引信息表；/nS4选取S3中排在前面的n个图像块，通过多尺度分解算法删除其中具有突兀点的图像块m块，并记录下含突兀点的图像块排序序号；/nS5对S4中选择的剩余n-m块图像块，利用广义差值扩展算法进行水印信息的嵌入，且水印嵌入前后图像块像素均值不变；/nS6对S5中嵌入信息后超出图像灰度值范围的像素点在原始图像同样尺寸的二值图像中进行标注，生成溢出定位图；/nS7对S6中溢出定位图中已标识溢出的像素点采用改进的灰度溢出处理方法进行像素值变换，对变换后的像素值再次进行广义差值扩展算法进行水印嵌入，水印嵌入前后图像块像素均值不变；/nS8对原始图像I中未被用来嵌入水印信息的对应图像块，即纹理复杂度较高的原始像素块，选取S3中排在后面的k块图像块通过差值量化方法嵌入辅助信息，并记录下所选取的k块图像块；/nS9结合S7与S8中通过广义差值扩展算法与差值量化算法嵌入水印信息后的图像，生成含水印图像I'；/n所述水印提取具体步骤如下：/nA1对M×N大小的含水印图像I'进行块划分，将其划分成大小为X×X的互不重叠图像块I_i'，其中，M、N皆为X的整数倍，/nA2计算图像块I_i'平滑度值，并对其进行从小到大稳定排序，建立排序索引信息表，所述S5与S7中水印嵌入前后图像块像素均值不变，所述A2中排序索引信息表与所述S3中排序索引信息表相同；/nA3选取A2序列中后k块图像块通过差值量化方法提取辅助信息，得到图像I"，所述k块图像块与S8中k块图像块为相同序号图像块；/nA4根据A3提取出的辅助信息，利用逆广义差值扩展法从A2排序好的前n块，并去除其中含有突兀点的m个图像块，剩余的前n-m块提取出水印，并得到图像I"'；/nA5根据A4提取的水印，通过改进猫脸反置乱恢复出水印信息W；/nA6对A4提取出水印信息后恢复出的图像I"'，结合含有突兀点的m个图像块，并和A3提取出辅助信息后得到的图像I"结合在一起，得到最终图像A。/n