[发明专利]一种基于直方图移位的鲁棒可逆图像水印方法及应用

说明书

本发明属于数字水印技术领域，公开了一种基于直方图移位的鲁棒可逆图像水印方法及应用。将原图像分块；对分成的块根据像素值接近0或者255的特性分成四组，标记并在之后嵌入；每个块与掩膜M相乘并求和计算得到α的值；对所有块得到的α值生成一张直方图；根据α值范围以及嵌入的数据移动像素值。本发明通过对直方图中所有移位的块进行数据嵌入，实现了在遭遇非恶意攻击的情况下，鲁棒性更强、抗压缩能力提高等目的；在嵌入容量相同的情况下，采用不同的压缩质量因子，本发明的误码率(BER)更低；避免了不嵌入水印移位块可能产生的错位问题，使得在进行直方图移位的过程中获得了更高的嵌入容量，提取水印的误码率更低。

技术领域

本发明属于数字水印技术领域，尤其涉及一种基于直方图移位的鲁棒可逆图像水印方法及应用。

背景技术

在最近几年，在执法机关、军事、医疗等一些应用中，要求图像在嵌入隐藏信息后，不仅要在没有受到攻击的情况下完整的提取水印并且恢复原始图像，而且要求图像在受到非恶意攻击的情况下也能够正确的提取隐藏信息并且恢复原始图像。现有的技术已经实现了可逆性的要求，对于隐藏信息的正确提取得不到保证。在遭遇一些非恶意攻击以后，图像不能够根据原有算法正确提取隐藏信息。比如JPEG压缩就是一种很常见的非恶意攻击方式，实际应用中由于传输保存等方面的原因，经常会传送JPEG压缩后的图像。目前的基于直方图移位的可逆信息隐藏技术在经过JPEG压缩以后，因为像素值的改变，会导致α值发生改变，在提取过程中会将没有嵌入水印的移位块误判为嵌入水印的块，以至于后续提取的水印都会产生错位问题。改进嵌入算法，让所有的块嵌入水印信息，这样会解决因为JPEG压缩带来的水印错位问题，降低误码率，提高嵌入容量，有更强的鲁棒性。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的基于直方图移位的可逆数字水印嵌入技术在抵抗非恶意攻击时，由于移位块错位问题导致提取的隐藏信息有很大的失真。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于直方图移位的鲁棒可逆图像水印方法及应用。

本发明是这样实现的，一种基于直方图移位的鲁棒可逆图像水印方法，所述基于直方图移位的鲁棒可逆图像水印方法包括以下步骤：

步骤一，原图像分块；

步骤二，对分成的块根据像素值接近0或者255的特性分成四组，标记并在之后嵌入；

步骤三，每个块与掩膜M相乘并求和计算得到α的值；对所有块得到的α值生成一张直方图；

步骤四，根据α值范围以及嵌入的数据移动像素值。

进一步，所述基于直方图移位的鲁棒可逆图像水印方法水印的嵌入方法包括：

步骤一，将原图像分为不重叠的块，可选取大小为16*16的块；

步骤二，每个块根据像素值临近0或者255的特性分为A、B、C、D四组， A类型为块内没有小于b1像素值和大于255-b1的像素值；B类型为块内没有大于255-b1的像素值；C类型为块内没有小于b1像素值；D类型为块内小于b1 像素值和大于255-b1的像素值均有；A和B用d＝1标记，C用d＝-1标记，D若块内小于b1像素值少于大于255-b1的像素值则标记为d＝-1，块内小于b1像素值多于大于255-b1的像素值则标记为d＝1，并在之后嵌入；D类需要将原像素值替换掉，原像素值作为水印嵌入；并用map记录替换掉的原像素的位置；将块类型，原像素值，替换像素位置放在水印尾部准备嵌入；

步骤三，块与掩膜M相乘并求和计算得到α的值，对所有块得到的α生成一张直方图，掩膜M为：

步骤四，根据直方图范围大小以及要嵌入水印信息是0还是1来移动像素值嵌入水印；

步骤五，记录下嵌入水印信息1时的个数为S，记录α在(-T,T)之间嵌入水印为0的个数L，记录α在(-T,T)之外嵌入水印为0的个数为U。