一种可逆水印的嵌入和提取方法技术

本申请提供一种可逆水印的嵌入方法，包括：先对像素处理防止像素溢出和失真，再将载体图像划分成互不重叠的图像块并排序得到一维像素序列；并利用三个最大像素和三个最小像素按像素序列顺序两两预测得到差值；将所有局部复杂度小于或等于第一预设阈值的图像块归入第一待变换集合；根据差值判断图像块是否需要进行水印嵌入；若是，则对图像块进行水印嵌入，进一步完成水印嵌入。通过用第三大像素去预测第二大像素，同时用第二大像素预测最大像素，使得两个最大像素和两个最小像素都能被它最近邻的像素预测，使得差值的分布更加集中，提高了预测性能。本申请还提供了可逆水印的提取方法、计算机可读存储介质和图像处理终端，具有相同有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种可逆水印的嵌入和提取方法
本申请涉及图像处理领域，特别涉及一种可逆水印的嵌入和提取方法，以及一种计算机可读存储介质和一种图像处理终端。
技术介绍
可逆信息隐藏是一种特殊的信息隐藏技术，其特殊性体现在水印信息被正确提取出之后隐藏算法仍能完全复原出原始载体信息。因其特殊性，可逆信息隐藏被广泛应用于医学、法律和军事等对原始载体信息要求较高的领域。上述这些领域不允许原始载体遭受任何永久失真，因为一旦原始载体出现少许的偏差，就极有可能导致错误的诊断结论以及法律证据上的纠纷。在已有的基于PVO(pixel-value-ordering，像素值排序)的可逆水印算法中，仅仅通过像素的大小关系生成预测误差，因此，预测误差仍旧很大，不利于可逆水印的嵌入及后续的提取。申请内容本申请的目的是提供一种可逆水印的嵌入方法，以及一种计算机可读存储介质和一种图像处理终端，解决现有的水印信息在嵌入和提取过程中受损的问题。为解决上述技术问题，本申请提供一种可逆水印的嵌入方法，具体技术方案如下：获取原始载体图像，根据所述原始载体图像中的预设像素值生成一维位置图；所述预设像素值包括0、1、254和255；对所述一维位置图中像素值为0的像素作加一处理、像素值为255的像素作减一处理，标识至所述原始载体图像后得到载体图像；将所述载体图像划分成互不重叠的图像块；对所述图像块排序得到一维像素序列；利用一维像素序列中三个最大像素和三个最小像素分别按像素序列顺序两两预测得到差值；计算所述图像块对应的局部复杂度，将所有所述局部复杂度小于或等于第一预设阈值的所述图像块归入第一待变换集合；根据所述差值判断所述图像块是否需要进行水印嵌入；若是，则对所述图像块进行水印嵌入，并在所述第一待变换集合中的所有所述图像块的水印嵌入结束后完成所述原始载体图像的水印嵌入。其中，将所述载体图像划分成互不重叠的图像块包括：将大小为R×C的所述载体图像I′分成大小为r×c的互不重叠的图像块{X1，…，XN}，其中R和C分别为所述载体图像I′的宽度和长度，每个所述图像块中的像素数量用n＝r×c表示，N为所述图像块的数量。其中，计算所述图像块对应的局部复杂度，将所有所述局部复杂度小于或等于第一预设阈值的所述图像块归入第一待变换集合包括：对于任一个所述图像块Xi(i∈{1，…，N})，利用所述一维像素序列中除两个最大像素和两个最小像素以外的像素评估所述图像块的局部复杂度，记为Δi(i∈{1，…，N})；将所有所述局部复杂度小于第一预设阈值T的所述图像块组成第一待变换集合SP；其中，所述两个最大像素为所述三个最大像素中的两个较大像素，所述两个最小像素为所述三个最小像素中的两个较小像素。其中，利用一维像素序列中三个最大像素和三个最小像素分别按像素序列顺序两两预测得到差值包括：对于一维像素序列xi＝{xσ(1)，…，xσ(n)}中三个最大像素(xσ(n-2)，xσ(n-1)，xσ(n))，利用xσ(n-2)预测xσ(n-1)产生出第一差值dl1，即dl1＝|xσ(n-2)-xσ(n-1)|；再用xσ(n-1)预测xσ(n)产生第二差值dl2＝|xσ(n)-xσ(n-1)|；对于所述一维像素序列xi＝{xσ(1)，…，xσ(n)}中三个最小像素(xσ(1)，xσ(2)，xσ(3))，利用xσ(3)预测xσ(2)产生出第三差值ds1，即ds1＝|xσ(3)-xσ(2)|，再用xσ(2)预测xσ(1)产生出第四差值ds2＝|xσ(2)-xσ(1)|；其中，xσ(n-1)表示大于或等于xσ(n-2)的位置靠前的像素，xσ(n)表示大于或等于xσ(n-2)的位置靠后的像素，xσ(2)表示小于或等于xσ(3)的位置靠后的像素，xσ(2)表示小或等于xσ(3)的位置靠前的像素，符号|·|表示绝对值符号。其中，根据所述差值判断所述图像块是否需要进行水印嵌入包括：根据所述三个最大像素或所述三个最小像素的实际大小顺序对应的映射关系对所述差值进行像素值替换，得到含密差值；根据所述含密差值判断所述图像块是否需要进行水印嵌入。其中，还包括：将所述一维位置图经算术编码压缩得到二进制比特流；生成附加信息，并将所述附加信息和载荷以所述图像块为单位逐个嵌入至所述载体图像；所述附加信息至少包括嵌入容量值、所述二进制比特流的大小、所述图像块的大小和嵌入结束位置信息中的一种。其中，利用所述一维像素序列中除两个最大像素和两个最小像素以外的像素评估所述图像块的局部复杂度包括：利用评估所述图像块的局部复杂度，其中本申请还提供一种可逆水印的提取方法，应用于上文所述的可逆水印的嵌入方法所得到的含水印图像，具体技术方案如下：将所述含水印图像划分成互不重叠的第二图像块；按嵌入时相反顺序计算所述第二图像块的局部复杂度；将所有所述局部复杂度小于或等于第二预设阈值的所述第二图像块归入第二待变换集合；对所述第二图像块排序得到一维含密像素序列，利用所述一维含密像素序列中的三个最大像素和三个最小像素还原出对应的差值；对所述第二待变化集合中的所有所述第二图像块均进行水印提取，得到所述含水印图像对应的原始图像和水印信息。本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现上文嵌入方法对应的步骤。本申请还提供一种图像处理终端，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上文嵌入方法对应的步骤。本申请所提供的一种可逆水印的嵌入方法，包括：获取原始载体图像，根据所述原始载体图像中的预设像素值生成一维位置图；所述预设像素值包括0、1、254和255；对所述一维位置图中像素值为0和254的像素均作加一处理，标识至所述原始载体图像后得到载体图像；将所述载体图像划分成互不重叠的图像块；对所述图像块排序得到一维像素序列；利用一维像素序列中三个最大像素和三个最小像素分别按像素序列顺序两两预测得到差值；计算所述图像块对应的局部复杂度，将所有所述局部复杂度小于或等于第一预设阈值的所述图像块归入第一待变换集合；根据所述差值判断所述图像块是否需要进行水印嵌入；若是，则对所述图像块进行水印嵌入，并在所述第一待变换集合中的所有所述图像块的水印嵌入结束后完成所述原始载体图像的水印嵌入。本申请将图像块中的每一个像素按照像素值的大小进行排序后，他们在没有排序的图像块中都有相对应的位置。通过用第三大像素预测大于或等于第三大像素的位置靠前的像素，同时用大于第三个像素的位置靠前的像素来预测位置靠后的像素，使得两个最大像素和两个最小像素都能被它的最相邻的像素预测，从而使得差值的分布更加集中，提高了预测性能。本申请还提供了一种可逆水印的提取方法、一种计算机可读存储介质和一种图像处理终端，具有上述有益效果，此处不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种可逆水印的嵌入方法的流程图；图2为本申请实施例所提供的一种可逆水印的提取方法的流程图。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可逆水印的嵌入方法，其特征在于，包括：获取原始载体图像，根据所述原始载体图像中的预设像素值生成一维位置图；所述预设像素值包括0、1、254和255；对所述一维位置图中像素值为0的像素作加一处理、像素值为255的像素作减一处理，标识至所述原始载体图像后得到载体图像；将所述载体图像划分成互不重叠的图像块；对所述图像块排序得到一维像素序列；利用一维像素序列中三个最大像素和三个最小像素分别按像素序列顺序两两预测得到差值；计算所述图像块对应的局部复杂度，将所有所述局部复杂度小于或等于第一预设阈值的所述图像块归入第一待变换集合；根据所述差值判断所述图像块是否需要进行水印嵌入；若是，则对所述图像块进行水印嵌入，并在所述第一待变换集合中的所有所述图像块的水印嵌入结束后完成所述原始载体图像的水印嵌入。

【技术特征摘要】
1.一种可逆水印的嵌入方法，其特征在于，包括：获取原始载体图像，根据所述原始载体图像中的预设像素值生成一维位置图；所述预设像素值包括0、1、254和255；对所述一维位置图中像素值为0的像素作加一处理、像素值为255的像素作减一处理，标识至所述原始载体图像后得到载体图像；将所述载体图像划分成互不重叠的图像块；对所述图像块排序得到一维像素序列；利用一维像素序列中三个最大像素和三个最小像素分别按像素序列顺序两两预测得到差值；计算所述图像块对应的局部复杂度，将所有所述局部复杂度小于或等于第一预设阈值的所述图像块归入第一待变换集合；根据所述差值判断所述图像块是否需要进行水印嵌入；若是，则对所述图像块进行水印嵌入，并在所述第一待变换集合中的所有所述图像块的水印嵌入结束后完成所述原始载体图像的水印嵌入。2.根据权利要求1所述的嵌入方法，其特征在于，将所述载体图像划分成互不重叠的图像块包括：将大小为R×C的所述载体图像I′分成大小为r×c的互不重叠的图像块{X1,…,XN}，其中R和C分别为所述载体图像I′的宽度和长度，每个所述图像块中的像素数量用n＝r×c表示，N为所述图像块的数量。3.根据权利要求2所述的嵌入方法，其特征在于，计算所述图像块对应的局部复杂度，将所有所述局部复杂度小于或等于第一预设阈值的所述图像块归入第一待变换集合包括：对于任一个所述图像块Xi，i∈{1,…,N}，利用所述一维像素序列中除两个最大像素和两个最小像素以外的像素评估所述图像块的局部复杂度，记为Δi(i∈{1,…,N})；将所有所述局部复杂度小于第一预设阈值T的所述图像块组成第一待变换集合SP；其中，所述两个最大像素为所述三个最大像素中的两个较大像素，所述两个最小像素为所述三个最小像素中的两个较小像素。4.根据权利要求3所述的嵌入方法，其特征在于，利用一维像素序列中三个最大像素和三个最小像素分别按像素序列顺序两两预测得到差值包括：对于一维像素序列xi＝{xσ(1),…,xσ(n)}中三个最大像素(xσ(n-2),xσ(n-1),xσ(n))，利用xσ(n-2)预测xσ(n-1)产生出第一差值dl1，即dl1＝|xσ(n-2)-xσ(n-1)|；再用xσ(n-1)预测xσ(n)产生第二差值dl2＝|xσ(n)-xσ(n-1)|；对于所述一维像素序列xi＝{xσ(1),…,xσ(n)}中三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁韶伟，张天聪，叶武剑，刘怡俊，张子文，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44