[发明专利]基于PVO和自适应块分割的可逆水印算法

摘要

本发明公开一种基于PVO和自适应块分割的可逆水印算法，属于多媒体信息安全领域，该算法先根据局部纹理特征的复杂程度将图像块粗分成两类：平滑块和纹理块，再按照块内像素的相关程度将平滑块细分成两个子类：低平滑性的块和高平滑性的块。对于任一个低平滑性的块，按照像素值由低到高的顺序对其进行排序得到(p_σ(1),p_σ(2),…,p_σ(n))，用p_σ(n‑2)去预测p_σ(n‑1)和p_σ(n)或用p_σ(3)去预测p_σ(2)和p_σ(1)，一个低平滑性的块至多能携带四比特水印信息。而对于高平滑性的块，将其分成只包含3个像素的子块，即(p₁,p₂,p₃)，先对(p₁,p₂,p₃)进行排序得到(p_σ(1),p_σ(2),p_σ(3))，本发明通过仅修改p_σ(3)来达到同时修改p_σ(1),p_σ(2)的目的，极大降低了嵌入失真。

主权项

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vTh，将像素集合的方差与阈值比较，如果方差σ小于阈值vTh，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(pσ(1),pσ(2),…,pσ(n))，用块中第三大像素pσ(n‑2)分别预测最大两个像素pσ(n‑1)和pσ(n)得到两个预测误差，同时，用第三小像素pσ(3)分别预测最小两个像素pσ(2)和pσ(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(pσ(1),pσ(2),pσ(3))，再用pσ(3)分别预测pσ(1),pσ(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pσ(3)来达到同时对pσ(1),pσ(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。