[发明专利]实现彩色图像对比度增强的可逆数据隐藏方法和恢复方法

说明书

本发明公开了一种实现彩色图像对比度增强的可逆数据隐藏方法，该方法包括步骤：对彩色图像的每个像素点的RGB通道值进行排序，将最大值、中值、最小值分别储存并计算三值之间的比例关系；选取最大值通道进行可逆数据隐藏处理，根据最大值、中值、最小值之间的关系，计算变化后中值、最小值的值；将最大值、中值、最小值恢复到对应的RGB通道，完成实现彩色图像对比度增强的可逆数据隐藏处理。可逆数据恢复方法与上述隐藏方法的过程相反，是将被嵌入的数据从增强后的彩色图像中提取并恢复原始彩色图像。本发明可在彩色图像中自动嵌入数据，实现彩色图像可逆对比度增强，且无需任何边信息就可提取出嵌入到载体中的信息并无失真地恢复出原始彩色图像。

技术领域

本发明属于可逆信息隐藏和恢复领域，具体涉及一种基于直方图平移的、可实现彩色图像对比度增强的可逆数据隐藏方法和恢复方法。

背景技术

可逆数据隐藏是一种将信息隐秘地嵌入到图像、视频、音频中的技术，该技术保证提取嵌入信息的同时能够完全无误地恢复原始数据；基于直方图平移的图像可逆数据隐藏技术还可使图像的对比度得到增强，达到更好的视觉效果。其功能是将一些有用的信息嵌入到图像中，并能增强图像对比度，在需要时将其提取出来，且能够不失真地恢复出原始载体。一个应用场景是在数字医学图像中嵌入相关信息(如病人和医生资料、拍摄时间等)，方便在该图像被使用时读出相关信息，同时数据嵌入对图像能达到对比度增强效果，以实现更准确的诊断，且在信息提取后可将原始图像无失真地恢复出来。

但现有的基于直方图平移的可逆数据隐藏算法几乎都是运用在灰度图像中，尚没有将其应用到彩色图像中的研究，限制了其适用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种实现彩色图像对比度增强的可逆数据隐藏方法和恢复方法，本发明将可逆对比度增强技术运用到彩色图像中，使彩色图像嵌入信息的同时能进行对比度增强。采用本发明，无需任何边信息即可提取出嵌入在彩色图像中的信息，且能达到更好的图像质量，并能无失真地恢复出原始图像。

为实现上述目标，本发明的技术方案如下：实现彩色图像对比度增强的可逆数据隐藏方法，包括如下步骤：

(11)对彩色图像的每个像素点的RGB三个通道的值进行排序，将最大值、中值、最小值分别储存并计算三值之间的关系；选取所有像素点对应的最大值组合成MAX通道；

(12)统计MAX通道直方图，进行预处理，预处理包括对MAX通道直方图内的bin进行移位与结合，记录上述修改数据；

(13)数据嵌入，包括恢复原图像所用到的数据和用户选定的数据都嵌入到图像中，即选取预处理后直方图最高的两个bin，即两个最高峰，两个峰之间的bin不做处理，两个峰两侧的bin向外位移一位，遍历两个峰对应的像素，若待嵌入数据为0，则两个最大bin对应的像素不变，若待嵌入数据为1，则两个最大bin对应的像素向外移位一位，以此类推；

(14)获取新的最大值，根据步骤(11)计算的最大值、中值、最小值之间的关系，计算变化后中值、最小值的值；将新的最大值、中值、最小值恢复到对应的RGB通道，完成可逆对比度增强处理。

优选地，所述步骤(11)中，得到最大值max、中间值median、最小值min后，分别计算每个像素点最大值与最小值的比值(max/min)、中间值与最小值之差和最大值与最小值之差的比值((median-min)/(max-min))，将计算的两个比值作为最大值、中值、最小值三值之间的关系。用于后续数据的隐藏和恢复。

优选地，所述步骤(11)中对各个像素点的RGB三通道值进行排序得到max、median、min值时记录其对应的RGB位置，以便嵌入数据后还原至RGB通道。