可逆水印嵌入、提取方法及装置和图像恢复方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种可逆水印嵌入、提取方法及装置和图像恢复方法及装置，涉及图像信息安全技术领域。本发明专利技术实施例提供的一种可逆水印嵌入方法，包括：获取原始图像中宏块的集合类别信息以及水印信息，所述集合类别信息包括：第一集合、第二集合和第三集合；为所述第一集合和第二集合中的各个宏块建立与嵌入量相关的位置图；按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息以及所述水印信息嵌入到对应的宏块中。采用本发明专利技术实施例能够提高嵌入容量和减少嵌入失真。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像信息安全
，尤其涉及一种可逆水印嵌入、提取方法及装置和图像恢复方法及装置。
技术介绍
目前，随着多媒体数字化传播技术的飞速发展及广泛应用，图像、音频和视频等媒体信息已经成为人们日常生活的一部分。由于媒体信息具有强大的可移植性、高效性、快捷性及精确性，所以盗版和对媒体信息的修改和传播变得轻而易举。为了应对这种情况，在多媒体中加入数字水印能够很好地解决这一问题。所述的数字水印技术是指使用信号处理的方法在媒体信息中嵌入标识信号，标识信号可以是不可见的，也可以是可见的，通过提取这些标识信号，能够实现对媒体信息的版权追踪、版权声明和内容防篡改等目的。其中，保护多媒体版权的鲁棒水印属于有损水印，即当提取所述水印以后，宿主图像不能被完全恢复。 由于受国家机密、法律和道德等因素限制，军事、司法和医学用图像要求在加入水印后能够被无损恢复。基于此类图像应用需求，可逆水印(ReversibleWaermarking)正受到研究者的广泛关注。但是，现有技术中所采用的可逆水印嵌入方法需要占用的嵌入空间较大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种可逆水印嵌入、提取方法及装置和一种图像恢复方法及装置，以实现减少嵌入空间占用量。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案一方面，本专利技术实施例提供了一种可逆水印嵌入方法，包括获取原始图像中宏块的集合类别信息以及水印信息，所述集合类别信息包括第一集合、第二集合和第三集合；为所述第一集合和第二集合中的各个宏块建立与嵌入量相关的位置图；按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息以及所述水印信息嵌入到对应的宏块中。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种可逆水印提取方法，包括获取待提取可逆水印的宏块信息以及与嵌入量相关位置图的长度值；根据所述位置图的长度值，从所述待提取可逆水印的宏块信息中提取所述位置图中的信息；根据所述位置图中的信息，将所述待提取可逆水印的宏块划分为第一集合与第二集合；在提取所述位置图中的信息完成之后的所述待提取可逆水印的宏块中，提取水印信息以及所述待提取可逆水印的宏块信息中最低位的原始信息。再一方面，本专利技术实施例还提供了一种图像恢复方法，该方法包括获取待提取可逆水印的宏块信息以及其对应的集合类别信息；其中，所述集合类别信息包括第一集合、第二集合和第三集合；将所述属于第一集合类别的待提取可逆水印的宏块信息进行整数变化的反变化， 获取所述属于第一集合类别的待提取可逆水印的宏块信息所对应的原始宏块信息；将所述属于第二集合类别的待提取可逆水印的宏块信息进行最低位替换的反替换，获取所述属于第二集合类别的待提取可逆水印的宏块信息所对应的原始宏块信息。再一方面，本专利技术实施例还提供了一种可逆水印嵌入装置，包括信息获取单元，用于获取原始图像中宏块的集合类别信息以及水印信息，所述集合类别信息包括第一集合、第二集合和第三集合；位置图建立单元，用于为所述第一集合和第二集合中的各个宏块建立与嵌入量相关的位置图；信息嵌入单元，用于按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息以及所述水印信息嵌入到对应的宏块中。再一方面，本专利技术实施例还提供了一种可逆水印提取装置，包括信息获取单元，用于获取待提取可逆水印的宏块信息以及与嵌入量相关位置图的长度值；位置图信息提取单元，用于根据所述位置图的长度值，从所述待提取可逆水印的宏块信息中提取所述位置图中的信息；集合类别划分单元，用于根据所述位置图中的信息，将所述待提取可逆水印的宏块划分为第一集合与第二集合；信息提取单元，用于在提取所述位置图中的信息完成之后的所述待提取可逆水印的宏块中，提取水印信息以及所述待提取可逆水印的宏块信息中最低位的原始信息。再一方面，本专利技术实施例还提供了一种图像恢复装置，该装置包括类别信息获取单元，用于获取待提取可逆水印的宏块信息以及其对应的集合类别信息；其中，所述集合类别信息包括第一集合、第二集合和第三集合；第一集合原始信息获取单元，用于将所述属于第一集合类别的待提取可逆水印的宏块信息进行整数变化的反变化，获取所述属于第一集合类别的待提取可逆水印的宏块信息所对应的原始宏块信息；第二集合原始信息获取单元，用于将所述属于第二集合类别的待提取可逆水印的宏块信息进行最低位替换的反替换，获取所述属于第二集合类别的待提取可逆水印的宏块信息所对应的原始宏块信息。本专利技术实施例提供的一种可逆水印嵌入、提取方法及装置和图像恢复方法及装置；其中，所述可逆水印嵌入可以通过获取原始图像中宏块的集合类别信息以及水印信息， 所述集合类别信息包括第一集合、第二集合和第三集合；为所述第一集合和第二集合中的各个宏块建立与嵌入量相关的位置图；按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息以及所述水印信息嵌入到对应的宏块中。与现有技术相比，本专利技术中仅为所述第一集合和第二集合中的各个宏块建立与嵌入量相关的位置图，而不对所述第三集合进行记录，从而降低了所述与嵌入量相关的位置图的空间占用量；可逆水印提取则按照预先约定的提取规则，提取所述嵌入过程的嵌入信息，从而完成接收端原始图像信息的恢复过程。附图说明图1为本专利技术实施例图2为本专利技术实施例图3为本专利技术实施例图4为本专利技术实施例图5为本专利技术实施例图6为本专利技术实施例图7为本专利技术实施例图8为本专利技术实施例提供的一种可逆水印嵌入方法流程图； 提供的一种可逆水印嵌入方法具体实现流程图提供的一种可逆水印提取方法流程图； 提供的一种可逆水印提取方法具体实现流程图提供的一种图像恢复方法流程图； 提供的一种可逆水印嵌入装置结构示意图； 提供的一种可逆水印提取装置结构示意图； 提供的一种图像恢复装置结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术实施例提供的一种可逆水印嵌入、提取方法及装置和一种图像恢复方法及装置进行详细的说明。首先，对本专利技术中所提到的整数变化方法进行详细的说明；通过整数变化方法嵌入水印的过程如下设X为整数，定义如下三个函数f{x) = \x/2\ /z(x) = x-/(χ) = [x/2jg (χ) = LSB (χ) = 2f (χ) -χ = x-2h (χ) 其中，「·1和L·」分别是上取整和下取整操作< 对于一个含有η个元素的向量χ = ( ，χ1: α (χ) = round (χ)，XnJ，也定义三个函数 v(x)= ^(X1-α(χ))2V !=0vh(x) = v(h(x)) =M(HX1)-a(h(x)))2V /:o其中，rouncK ·)表示四舍五入函数， =h(x) = (h(x0), h(Xl)，/=0h(Xlri))是一个向量；按照上述定义的函数，采用整数变化嵌入水印后的像素值为yi，0彡i彡η ；其中， Wi为水印信息；y0=2x0-2/(a(x)) + g(a(x)) yt = 一 2/(α(χ)) + W1= 2Xn~l — 2/( (Χ)) + Wn-X7 通过上述公式，可以在一个含有η个像素值的向量中嵌入n-1比特水印信息。其反变换为本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可逆水印嵌入方法，其特征在于，包括：获取原始图像中宏块的集合类别信息以及水印信息，所述集合类别信息包括：第一集合、第二集合和第三集合；为所述第一集合和第二集合中的各个宏块建立与嵌入量相关的位置图；按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息以及所述水印信息嵌入到对应的宏块中。

【技术特征摘要】
1.一种可逆水印嵌入方法，其特征在于，包括获取原始图像中宏块的集合类别信息以及水印信息，所述集合类别信息包括第一集合、第二集合和第三集合；为所述第一集合和第二集合中的各个宏块建立与嵌入量相关的位置图； 按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息以及所述水印信息嵌入到对应的宏块中。2.根据权利要求1所述的可逆水印嵌入方法，其特征在于，所述按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息以及所述水印信息嵌入到对应的宏块中的步骤，包括按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息嵌入到对应的宏块中；在所述与嵌入量相关的位置图中的信息嵌入完成之后的宏块，继续将所述水印信息按照整数变化的方法嵌入到所述集合类别为第一集合的宏块中。3.根据权利要求2所述的可逆水印嵌入方法，其特征在于，所述按照所述宏块的排列顺序以及所述宏块的集合类别，将所述与嵌入量相关的位置图中的信息嵌入到对应的宏块中的步骤，包括依照所述宏块的排列顺序，判断所述宏块的集合类别；如果所述宏块为第一集合，则将所述与嵌入量相关的位置图中的信息按照整数变化方法嵌入到所述宏块中；如果所述宏块为第二集合，则将所述与嵌入量相关的位置图中的信息按照最低有效位替换的方法嵌入到所述宏块中。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的可逆水印嵌入方法，其特征在于，该方法还包括获取原始图像中宏块参数以及嵌入失真初始阈值；根据所述原始图像中宏块参数以及嵌入失真初始阈值，为所述宏块划分集合类别，并确定嵌入失真阈值。5.一种可逆水印提取方法，其特征在于，包括获取待提取可逆水印的宏块信息以及与嵌入量相关位置图的长度值； 根据所述位置图的长度值，从所述待提取可逆水印的宏块信息中提取所述位置图中的 fn息；根据所述位置图中的信息，将所述待提取可逆水印的宏块划分为第一集合与第二集合；在提取所述位置图中的信息完成之后的所述待提取可逆水印的宏块中，提取水印信息以及所述待提取可逆水印的宏块信息中最低位的原始信息。6.根据权利要求5所述的可逆水印提取方法，其特征在于，所述获取待提取可逆水印的宏块信息以及与嵌入量相关位置图的长度值的步骤，包括获取嵌入失真阈值以及待提取可逆水印的宏块信息；根据所述嵌入失真阈值，获取所述与嵌入量相关位置图所对应的待提取可逆水印的宏块信息；从所述待提取可逆水印的宏块信息中提取所述与嵌入量相关位置图的长度值。7.一种图像恢复方法，其特征在于，包括获取待提取可逆水印的宏块信息以及其对应的集合类别信息；其中，所述集合类别信息包括第一集合、第二集合和第三集合；将所述属于第一集合类别的待提取可逆水印的宏块信息进行整数变化的反变化，获取所述属于第一集合类别的待提取可逆水印的宏块信息所对应的原始宏块信息；将所述属于第二集合类别的待提取可逆水印的宏块信息进行最低位替换的反替换，获取所述属于第二集合类别的待提取可逆水印的宏块信息所对应的原始宏块信息。8.一种可逆水印嵌入装置，其特征在于，包括信息获取单元，用于获取原始图像中宏块的集合类别信息以及水印信息，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宗明，王祥，李晓龙，杨斌，
申请(专利权)人：北京大学，北大方正集团有限公司，北京北大方正电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11