双阈值的图像无损数据嵌入方法技术

一种双阈值的图像无损数据嵌入方法，包括步骤：1)设定嵌入阈值T和起伏阈值TF，设置变量P＝T；2)用图像窗口扫描被嵌图像，在每个扫描位置计算图像窗口内中心像素的灰度预测误差y和邻域起伏值F，若F≤TF，则比较灰度预测误差y和P，构造直方图对，嵌入数据，确定图像窗口内中心像素的灰度值，然后图像窗口移至下一扫描位置；否则，图像窗口直接移至下一扫描位置；3)判断待嵌数据是否嵌完，如果已嵌完，将此时的P作为嵌入停止点S，结束；否则重新设置P，转至步骤2)。该方法可嵌入信息大，嵌入数据后图像改变小，PSNR高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无损数据嵌入技术，特别是一种。
技术介绍
图像无损数据嵌入技术，即无损数据隐藏技术，可分为小波法和预测法，小波法， 如J. Tian, "Reversible data embedding using a difference expansion," IEEE Transactionon Circuits and Systems for Video Technology,2003, 13(8) :890-896.(小波加上嵌入位置图法的图像无损数据嵌入方法)； L. Kamstra and H. J. Α. Μ. Hei jmans，"Reversible data embedding into images usingwavelet techniques and sorting，，，IEEE Transactions on Image Processing, vol. 14，no. 12，pp. 2082-2090，December 2005.(小波加上嵌入位置图法再用排队法的图像无损数据嵌入方法)；D. Coltuc and J. Μ. Chassery, "Very fast watermarking by reversible contrastmapping，” IEEE Signal Processing Letters，Vol. 14，No. 4，pp. 255-258，April 2007.(小波加上嵌入位置图法再用排队法的图像无损数据嵌入方法)； S. Lee, C. D. Yoo and Τ. Kalker, "Reversible image watermarking based oninteger-to-integer wavelet transform，” IEEE Transactions on Information Forensics and Security, vol. 2，issue3，part 1，pp. 321-330，September 2007.(小波力卩上嵌入位置图法再用排队法的图像无损数据嵌入方法)；G. Xuan, Y. Q. Shi，P. Chai，J. Teng, Z. Ni，X. Tong，“Optimum histogram pair basedimage lossless data embedding，”Transactions on Data Hiding and Multimedia Security IViLNCS 5510，Springer，pp. 84_102，March2009 (小波直方图对的图像无损数据嵌入方法)；G. Xuan, Y. Q. Shi, P. Chai, X Cui, Ζ. Ni, X. Tong, "Optimum histogram pair basedimage lossless data embedding，，，Proceedings of International Workshop on DigitalWatermarking, LNCS 5041， Springer， pp.264-278， Guangzhou, China， December 2007.(小波直方图对的图像无损数据嵌入方法)。预测法，如M. Thodi and J.J.Rodriguez, "Reversible watermarking by prediction-errorexpansion,，，Proceedings of 6th IEEE Southwest Symposium on Image Analysis andlnterpretation, pp. 21-25，Lake Tahoe, CA, USA, March 28-30，2004.(窗口预测法的图像无损数据嵌入方法)； V. Sachnev, H. J. Kim, J. Nam, S. Suresh, Y. Q. Shi , "Reversible watermarkingalgorithm using sorting and prediction,” IEEE Transactions on Circuits and Systems for VideoTechnology,vol. 19,no. 7,pp. 989-999,July 2009.(予页测误差逐次法和排队法的图像无损数据嵌入方法)。以Lena图像为例J. Tian论文嵌入容量如0. Ibpp (Bit Per Pixel)时 PSNR(PeakSignal to Noise Ratio) = 45，嵌入最大容量=0. 5bpp。特点小波加上嵌入位置图法(LocationMap)嵌入。2003年田军Tian提出的差分扩展(difference expansion technique)图像可逆数据嵌入技术，开创了高质量和大嵌入容量的图像无损数据隐藏技术的先河。田军后续改进方法 L. Kamstra论文嵌入容量如0. Ibpp时PSNR = 50，嵌入最大容量=0. 7bpp以上， 是最近的发展，其中 S. Lee论文嵌入容量如0. Ibpp时PSNR =51。特点小波加上嵌入位置图法(Location Map)嵌入，再加上排队(sorting)技术。 后继有一系列的改善方法，使嵌入性能有更大的提高。我们2007年IWDW2007会议上提出直方图对方法(杂志发表)。特点小波加上直方图对方法。该方法比田军方法， 包括比田军及其后续改进方法，有更高的性能。我们小波直方图对方法，嵌入容量如0. Ibpp 时PSNR = 52，嵌入最大容量=2. 4bpp以上。此外直方图对方法又进一步扩展应用到JPEG 压缩图像，二值图像等，成为通用的嵌入工具。同样以Lena图像为例，2004年的M. Thodi论文嵌入容量如0. Ibpp时PSNR = 52。特点3*3窗口预测法嵌入数据。嵌入性能与田军方法可比，但解决无损恢复问题比较麻烦。由于近年来解决无损恢复问题的改进，预测法有超过小波嵌入方法的趋势。2009年的 V. Sachnev论文嵌入容量如0. Ibpp时PSNR = 54，嵌入最大容量略小。特点=PSNR很高，达到当时国际上最高水平。预测误差逐次法和排队法的图像无损数据嵌入方法，奇偶数行和列分开做，但是只能用3X3窗口的4邻域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，该方法可嵌入信息大，嵌入数据后图像改变小，PSNR高。本专利技术，它是以灰度预测误差为特征，结合设定的嵌入阈值T和起伏阈值TF，采用直方图对的原理嵌入数据，该方法包括以下步骤1)根据嵌入容量设定嵌入阈值T和起伏阈值TF，将嵌入阈值T作为嵌入起始点， 设置变量P = T;2)用图像窗口从左到右、从上到下顺序扫描被嵌图像，在每个扫描位置计算图像窗口内中心像素的灰度预测误差y和邻域起伏值F，若邻域起伏值F小于或等于起伏阈值 TF，则比较灰度预测误差y和P，构造直方图对，嵌入数据，根据嵌入数据后的灰度预测误差 y’确定图像窗口内中心像素的灰度值，然后图像窗口移至下一扫描位置；否则，图像窗口直接移至下一扫描位置；3)判断待嵌数据是否嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种双阈值的图像无损数据嵌入方法，其特征在于，该方法以灰度预测误差为特征，结合设定的嵌入阈值Ｔ和起伏阈值ＴＦ，采用直方图对的原理嵌入数据，该方法包括以下步骤：１）根据嵌入容量设定嵌入阈值Ｔ和起伏阈值ＴＦ，将嵌入阈值Ｔ作为嵌入起始点，设置变量Ｐ＝Ｔ；２）用图像窗口从左到右、从上到下顺序扫描被嵌图像，在每个扫描位置计算图像窗口内中心像素的灰度预测误差ｙ和邻域起伏值Ｆ，若邻域起伏值Ｆ小于或等于起伏阈值ＴＦ，则比较灰度预测误差ｙ和Ｐ，构造直方图对，嵌入数据，根据嵌入数据后的灰度预测误差ｙ’确定图像窗口内中心像素的灰度值，然后图像窗口移至下一扫描位置；否则，图像窗口直接移至下一扫描位置；３）判断待嵌数据是否嵌完，如果已嵌完，将此时的Ｐ作为嵌入停止点Ｓ，结束；否则，按正负交替且绝对值逐步减小的原则重新设置Ｐ，转至步骤２）继续嵌入待嵌数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘连生，刘海生，宣国荣，童学峰，
申请(专利权)人：深圳宝嘉电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：94