一种方法，包括识别在一图像块中的至少两个像素子集；从所述至少两个像素子集形成多个像素组，每个像素组具有来自所述至少两个子集中的第一个的至少一个像素以及来自所述至少两个子集中的第二个的至少一个像素；产生多个差值，每个像素组提供所述差值之一，每个差值基于所述像素组之一中像素的像素值之间的差；以及修改少于所有所述至少两个子集中的像素的像素值，从而将比特值嵌入块中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及用于在图像中嵌入数据以及从中恢复所述嵌入数据的方法 和设备。数据隐藏(datahiding)，也公知为数据隐蔽(data concealing),是将有 用数据(代表一些信息)嵌入掩护媒体(covermedia)如图像数据的过程。 有数据嵌入其中的掩护媒体在此处称为"标记媒体"。数据隐藏可用于识别、 注释、版权保护、指纹识别以及鉴别的用途。在这样的应用中，隐藏的数据 和掩护媒体可以密切相关。这种数据嵌入通常称为水印或更一般地称为"做 标记"。理想的是隐藏的数据是感觉上透明的。另外说明的，标记媒体应尽 可能类似所述掩护媒体。由于嵌入数据的存在，掩护媒体通常会经历一些失真。而且，即使在除 去所述嵌入数据后，也很难将掩护媒体恢复到其在嵌入所述数据之前所处的 状况。特别地，掩护媒体的一些永久失真通常保留到甚至隐藏数据被提取之 后。失真源包括舍入误差、截断误差以及量化误差。此失真存在一个问题， 因为对于一些应用如医疗诊断和法律执行， 一旦隐藏的数据已取回，则将掩 护媒体准确恢复到嵌入前的状况是重要的。满足此需求的标记技术称为无损 的或无失真的。这样的标记技术也称为可逆标记技术且通常适合于其中原始 媒体数据应准确恢复的应用。最近，本领域中已报道了一些无损标记技术。第一方法在图像空间域中 实现。见美国专利6,278,791 ， 2001年8月21日授权，标题为"Lossless Recovery of an Original Image Containing Embedded Data",由C. W. Honsinger、 P. Jones、 M.Rabbani和J.C. Stoffel提出，(此处称为"Honsinger"),其公开通过引用结 合在此。另一空间域技术报道于Fridrich. J. Fridrich、 M. Goljan和R. Du的 "Invertibie authentication", Proc. SPIE， ^S^cwr//)/ "/ d肠fe/7n(3rh"gAfw/Z/wed/"Co咖&， SanJose， CA， 2001年1月(此处称为"Fridrich")。此文档的整个 公开通过引用结合在此。在变换域还存在无失真标记技术。B. Macq和F. Deweyand的"Trusted headers for medical images" ， DFG ^7i7-Di7 ,terma^— 肠rfo/zo; ， Erlangen,德国1999年10月(此处称为"Macq")。此文档的整个 公开通过引用结合在此。基于我们的研究，变换域方法通常只能在512x512x8的图像中嵌入约 2000比特数据(等价于250字节)。因此这些方法通常对需要嵌入更大量数 据的应用无效。报道在"DeVleeschouwer"中的方法的容量也非常有限，除了 它表现出对高质量JPEG压縮的健壮性。C. De Vleeschouwer、 J. F. Delaigle 禾卩 B. Macq 的"Circular interpretation on histogram for reversible wartermarking" ， /"fer""rto"a/ jW"幽7wW" 5Vg w/ iVoc咖f"g肠rfo/7op，Cannes,法国，345-350页，2001年10月(此处称为"De Vleeschouwer")。 此文档的整个公开通过引用结合在此。这些技术涉及鉴别而不是数据隐藏， 因此嵌入掩护媒体的数据总量有限。适合于高嵌入率数据隐藏的第一无损标记技术出现在Goljan、 M. Goljan、 J. Fridrich禾卩R. Du的"Distortion-free data embedding"，尸raceed/"伊o/frwfo/2C!p， Pittsburgh, PA， 2001年4月中(此处称为 "Goljan")。此文档的整个公开通过引用结合在此。在Goljan中，图像中的像 素被分成不重叠块，每块由若干相邻像素组成。例如，块可以是具有4个连 续像素的水平块。建立区别功能以将块分成3个不同的种类正规的、奇异 的、和不能用的。作者使用区别功能以捕获组的光滑度。可逆操作可应用于组。特别地，可逆操作可将一个灰度级值映射到另一 个灰度级值。由于将该操作两次应用于一个灰度级值产生原始灰度级值，所 以此操作是可逆的。这个可逆操作因此称为"翻转"。对于典型的图像，小幅 度的翻转将导致区别功能的增加，导致更多的正规组和更少的奇异组。正是 该偏置实现了无失真数据隐藏。尽管该方法隐藏了数据而不使掩护数据失 真，但是可使用该技术隐藏的数据的量对某些应用还不足够大。根据Goljan，对于512x512x8的灰度图像估计有效载荷范围从3,000比特到24,000比特。 该方法的另一问题是随着嵌入图像的数据量增加，图像的视觉质量降低。例 如，PSNR (峰值信号对噪声的比率)可降到低至35dB (分贝)，且一些不 理想的伪像(artifact)会出现在图像中。Xuan的方法，基于整数小波变换，是最近提出的一种可嵌入大量数据 的可逆数据隐藏技术。GuorongXuan、 JidongChen、 Jiang Zhu、 YunQ. Shi、 Zhicheng Ni、 Wei Su的"Distortionless Data Hiding Based on Integer Wavelet Transform", /她r"加.。"a/恥rfo/2。/ o" Mw/"聰血iSVgrza/尸racess/"g,St.Thomas，美国Virgin Island, 2002年12月(此处称为"Xuan")。此文档通 过引用结合在此。Xiian的主要思想如下。在整数小波变换施加到原始图像 之后，在子带LH、 HL和HH的位平面中的二进制1和二进制0之间的偏置 显著增加。因此，在这些位平面中的l和O可被无损地压縮以为数据嵌入留 出大量存储空间。数据嵌入之后，应用逆整数小波变换以形成标记的图像。 用该技术获得的容量是非常大的。但是，由于为避免上溢和下溢状况而应用 的直方图修改，使标记图像的PSMl不高。对于一些图像，PSNR仅为28dB。一种基于直方图操作的方法是最近公开的无损数据隐藏技术，对大多数 图像，其可嵌入大量数据(对512x512x8灰度图像为5k到80k比特)同时 保持高的视觉质量(PSNR保证高于48dB)。 Z.Ni、 Y. Q. Shi、 N. Ansari和 W. Su白勺"Reversible data hiding",/E￡!￡/"ter"<3ft'owa/ Sympos7'ww Ocw/to ^他柳，2003年5月，Bangkok,泰国(此处称为"Ni")。此文档通过引用 结合在此。此文档(Ni)仅通过其布置在本专利申请的"专利技术背景"部分，不作 为现有技术。但是，仅有一种现有的无损数据隐藏技术(Vleeschouwer)对应用于stego 图像(包括嵌入数据的图像)的压縮是健壮的。特别地，仅在Vleeschouwer 中在stego图像经历了压縮之后隐藏数据仍能被正确地提取出来本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，包括： 识别在一图像块中的至少两个像素子集； 从所述至少两个像素子集形成多个像素组，每个所述像素组具有来自所述至少两个子集中的第一个的至少一个像素以及来自所述至少两个子集中的第二个的至少一个像素； 产生多个差值， 每个所述像素组提供所述差值之一，每个所述差值基于所述像素组之一中的像素的像素值之间的差；以及 修改少于所有所述至少两个子集中的像素的像素值，由此将一比特值嵌入所述块中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：施云庆，倪志成，尼尔万安萨里，
申请(专利权)人：新泽西理工学院，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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