[发明专利]一种高保真可逆水印嵌入方法

摘要

本发明涉及一种高保真可逆水印嵌入方法，包括水印嵌入过程、水印提取和原始图像恢复过程。水印嵌入过程中，将载体图像素分成互不重叠的两个像素集A和B，先对属于像素集A的像素做嵌入，然后再利用修改后的A中像素预测属于B的像素，并对B中像素实现信息嵌入；对于任一个待预测像素p，将包围p的n个像素构成p的邻域，并将邻域内的所有像素值按大小排序后，用邻域中和p最接近的最大值或最小值去预测p，由于用了最接近p的像素去预测p，预测性能被大大提高。n的值越大，预测越精确，相应地容量也低；n的值越小，预测越不精确，相应地容量也高。本发明在容量确定的情况下，通过穷举搜索法搜寻失真最小的最优嵌入点，从而有效提高了嵌入失真。

主权项

1.一种高保真可逆水印嵌入方法，其特征在于，包括水印嵌入过程、水印提取和原始图像恢复过程；其中，水印嵌入过程包括以下步骤：S11、将载体图像素分成互不重叠的两个像素集A和B，先对属于像素集A的像素做嵌入，然后再利用修改后的A中像素预测属于B的像素，并对B中像素实现信息嵌入；S12、对于像素集A中任一个像素p，将包围p的n个像素构成p的邻域IENP，并用σ表示像素集IENP的方差，若方差σ小于某一给定的门限vTh，则认为p属于平滑区域SP，否则认为p属于纹理区域CP；其中n∈{4,…,13}；S13、对位于纹理区域的图像块，在嵌入过程中不做任何修改；将位于平滑区域的图像块分成两个部分：水印嵌入后没有遭受像素溢出的图像块归为第一部分；水印嵌入后遭受像素溢出的图像块归为第二部分；产生一个位置图来标识所述第一部分、第二部分，并将无损压缩后的位置图和载荷一起嵌入到载体图像中；对于第一部分的任一个待预测像素p，将包围p的n个像素构成p的邻域，并将邻域内的所有像素值按大小排序后，用邻域中与p最接近的最大值或最小值去预测p从而得到预测误差的直方图；S14、对像素集B的像素，采用步骤S12‑S13来嵌入；最终得到含水印的图像；水印提取和原始图像恢复过程是水印嵌入过程的逆过程，包括以下步骤：按照与水印嵌入过程相同的方式，将含水印的图像分成互不重叠的两个像素集A和B，先对属于B的像素做提取，然后再利用恢复出来的B中像素恢复属于A的像素，并对A中像素实现信息提取：S21、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；S22、对于任一个含水印像素p'，如果其对应邻域的方差大于某一给定门限，则保持其不变；若其方差小于某一给定门限，且位置图中所对应的位置标示的是`0’，则对其不做任何处理；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；S23、重复步骤S21‑S22处理像素集A中的像素，最终恢复出原始图像；由以下公式计算出步骤12所述方差σ的值：其中uENP表示集合IENP的均值。