一种基于阈值分割和直方图均衡的可逆水印方法技术

本发明专利技术公开一种基于阈值分割和直方图均衡的可逆水印方法，能够实现在一张彩色载体图像中嵌入较多的秘密信息，并且能够成功地从载密图像中提取出秘密信息并实现原始图像的无失真恢复。包括：水印嵌入阶段，将秘密信息嵌入到载体图像中生成载密图像；水印提取、载体无失真恢复阶段，负责将秘密信息从载密图像中提取出来，并无损恢复原始图像。本发明专利技术通过构造基于阈值分割和直方图均衡的可逆水印方法，增大了载体图像的嵌入容量，在嵌入水印的同时增强图像对比度，获得较好的视觉效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于阈值分割和直方图均衡的可逆水印方法
本专利技术属于数字水印
，尤其涉及一种基于阈值分割和直方图均衡的可逆水印方法。
技术介绍
近年来，随着信息技术的发展，人们的安全意识和知识产权意识不断提高，数字水印技术的使用也越来越广泛。数字水印技术通常被用于数字作品的知识产权保护、军事或医疗中的隐秘通信等方面，按照水印嵌入后图像是否可无损恢复又分为可逆水印技术和不可逆水印技术。可逆数字水印技术是信息隐藏领域的一个重要研究方向，它将水印信息以不可见的方式隐藏在数字载体中，并能够在提取水印的同时无失真地恢复原始载体，从而实现隐秘通信、真伪鉴别等。目前，现有的可逆数字水印算法大多追求较高的峰值信噪比，算法的嵌入容量有待提升。峰值信噪比仅仅是评估算法透明性的一个指标，其大小并不能完全符合人类的主观视觉感受，因此有学者提出了以增强图像对比度为目标的可逆数字水印技术，但目前相关算法在图像视觉效果或嵌入容量等方面存在不足。因此，设计具有高嵌入容量、高不可见性的可逆数字水印算法具有重要的研究意义。阈值分割算法是一种图像分割技术，可以用于分割目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阈值分割和直方图均衡的可逆水印方法，其特征在于，包括：/nA、水印嵌入阶段：使用阈值分割算法对图像的梯度幅值矩阵进行处理，从而获取图像前景区的轮廓，并辅以横纵双向扫描确定整个前景区域，将其作为水印嵌入区域，使用直方图移位技术，对前景区的直方图中像素值介于峰值点和零值点之间的直方柱进行移位，实现直方图均衡，在移位的同时，进行水印嵌入，为了在之后实现信息提取和载体无失真恢复，少量的附加信息随水印一同嵌入，随着嵌入循环次数的增加，每次循环中嵌入的附加信息逐渐增长，当图像像素为峰值点的数量小于附加信息的长度时，嵌入循环结束；/nB、水印提取、载体无失真恢复阶段：由载密图像获取水印提取、载体...

【技术特征摘要】
1.一种基于阈值分割和直方图均衡的可逆水印方法，其特征在于，包括：
A、水印嵌入阶段：使用阈值分割算法对图像的梯度幅值矩阵进行处理，从而获取图像前景区的轮廓，并辅以横纵双向扫描确定整个前景区域，将其作为水印嵌入区域，使用直方图移位技术，对前景区的直方图中像素值介于峰值点和零值点之间的直方柱进行移位，实现直方图均衡，在移位的同时，进行水印嵌入，为了在之后实现信息提取和载体无失真恢复，少量的附加信息随水印一同嵌入，随着嵌入循环次数的增加，每次循环中嵌入的附加信息逐渐增长，当图像像素为峰值点的数量小于附加信息的长度时，嵌入循环结束；
B、水印提取、载体无失真恢复阶段：由载密图像获取水印提取、载体无失真阶段首轮循环的峰值点和零值点，利用峰值点和零值点从载密图像的前景区提取信息，利用提取到的信息进行图像恢复，提取到的信息除去附加信息便是本轮所提取的水印，进行多次循环提取，当某一次提取信息的附加信息显示为最后一轮，提取终止。


2.根据权利要求1所述的一种基于阈值分割和直方图均衡的可逆水印方法，其特征在于，步骤A进一步包括以下步骤：
A1、构造一个模板大小为m*n的高斯滤波器，所述m，n为大于零的正整数，对图像进行平滑处理，并计算图像的梯度幅值矩阵；
A2、使用阈值分割算法对梯度幅值矩阵进行处理，得到一个与原图像等大小的二值矩阵BW；
A3、构造与原图像等大小的二值矩阵BW1和BW2，横向扫描BW的每一行，获取每一行中值为‘1’的最左侧的坐标left和最右侧的坐标right，将BW1对应行处于left和right之间的值设置为‘1’，两侧的值设置为‘0’，纵向扫描BW的每一列，获取每一列中值为‘1’的最上方的坐标top和最下方的坐标bottom，将BW2对应列处于top和bottom之间的值设置为‘1’，令两侧的值为‘0’；
A4、构造与原图像等大小的二值矩阵bw，同步扫描BW1和BW2，若两个矩阵中同一位置处的值都是‘1’，则令bw中对应坐标下的值为‘1’，否则设置为‘0’，载体图像中对应于bw矩阵中值为‘1’的位置的像素为前景区，其他像素为背景区；
A5、由载体图像的前景区像素构建直方图，获取直方图中的峰值点Mx和零值点Mn，并依据所选峰值点Mx和零值点Mn确定本轮嵌入过程中处于峰值点Mx和零值点Mn之间的直方柱的移动方向，当峰值点小于零值点时，直方柱向右移动，当峰值点大于零值点时，直方柱向左移动；
A6、横向扫描图像，使用标记序列S对像素值p等于零值点Mn或其相邻像素值Mn-1或Mn+1的像素进行记录，若直方柱向右移动，当像素值p为Mn时，向S中添加标记‘0’，当像素值p为Mn-1时，向S中添加标记‘1’，反之，若直方柱向左移动，当像素值p为Mn时，向S中添加标记‘0’，当像素值p为Mn+1时，向S中添加标记‘1’；
A7、将上一轮嵌入过程用到的峰值点Mx和零值点Mn分别转换成8位二进制的表示形式，并将其组合成16位的xn，首轮xn以16个‘0’填充，最后一轮的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张茹，刘建毅，程杰，尚智婕，庞进，王婵，王悦，李晓丽，
申请(专利权)人：北京邮电大学，国家电网有限公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11