[发明专利]基于PVO和自适应块分割的可逆水印算法

权利要求书

1.一种基于PVO和自适应块分割的可逆水印算法，包括水印嵌入过程、水印提取及原始图像恢复过程，其中，水印提取及原始图像恢复过程是水印嵌入过程的逆过程，其特征在于，水印嵌入过程包括以下步骤：

①将一幅载体图像素分成互不重叠的r×c大小的图像块，对于每一个图像块，将环绕该图像块的右邻r+1个像素和下邻c个像素构成一个像素集合，并计算该集合的方差σ；设定阈值vT_h，将像素集合的方差与阈值比较，如果方差σ小于阈值vT_h，则认为图像块属于平滑区域，否则认为图像块位于纹理区域；

②对于位于纹理区域的图像块，在水印嵌入过程中对它们不做任何修改；

对于位于平滑区域的图像块，分成两个部分：第一部分是水印嵌入后没有遭受像素溢出的图像块，第二部分是水印嵌入后遭受像素溢出的图像块；产生一个位置图来标识这两部分图像块的位置信息，并将无损压缩后的位置图和载荷一起嵌入到载体图像中；

③第一部分图像块的细分：按照局部纹理特征的复杂程度将第一部分的像素块分成两类：低平滑性的图像块和高平滑性的图像块；

④对于任意一个低平滑性的图像块，按像素值的大小做升序排列得到(p_σ(1),p_σ(2),…,p_σ(n))，用块中第三大像素p_σ(n-2)分别预测最大两个像素p_σ(n-1)和p_σ(n)得到两个预测误差，同时，用第三小像素p_σ(3)分别预测最小两个像素p_σ(2)和p_σ(1)得到两个预测误差,因此，通过对四个预测误差进行修改可使得一个低平滑性的块能至多携带4个水印比特；对于高平滑性的图像块，将其细分成包含3个像素的子块，即(p₁,p₂,p₃)，先对(p₁,p₂,p₃)按像素值的大小做升序排列得到(p_σ(1),p_σ(2),p_σ(3))，再用p_σ(3)分别预测p_σ(1),p_σ(2)得到两个预测误差，当两个预测误差同时需要被平移1位时，通过仅修改p_σ(3)来达到同时对p_σ(1),p_σ(2)做平移1位的修改，待所有属于第一部分的图像块经上述修改之后，得到含水印的图像。

2.根据权利要求1所述的基于PVO和自适应块分割的可逆水印算法，其特征在于：所述水印提取和原始图像恢复过程的具体方法是：①按照和嵌入过程相同的方式将含水印的图像分成互不重叠的图像块；②抽取压缩后的位置图，并对其进行无损恢复得到原始位置图；③采用和嵌入过程相反的顺序对图像块进行水印的抽取，即先嵌的后抽取，后嵌的先抽取，对于某一图像块，如果其所对应的方差大于某一给定阈值，则保持其不变，若其方差小于给定阈值，且位置图中所对应的位置标示的是‘0’，也不做任何处理，对于剩余的图像块，对其进行水印的抽取和原始图像的恢复。