[发明专利]变方向差值扩展和同步嵌入的可逆水印嵌入和提取方法

摘要

本发明提供一种变方向差值扩展和同步嵌入的可逆水印嵌入和提取方法，采用变方向差值扩展使得嵌入容量与嵌入数据无关且阈值选择可最大嵌入容量；为避免规范化梯度和降低分类精度，采用梯度和直接分类以提高分类精度和最大嵌入容量。使用压缩位置图来避免泛差值扩展与局部复杂性可逆水印方法存在的记录溢出像素位置大量消耗嵌入容量和附加数据过大。为避免嵌入负载数据后直接嵌入附加数据导致的不可逆，给出了同步附加备份数据的嵌入策略来保证嵌入数据可完全可逆并给出了基于排序与枚举的嵌入参数选择方法以降低计算复杂性。同基于泛差值扩展和局部复杂度可逆水印方法相比，所提方法可完全可逆且参数选择时间大为减少，具有更大的最大嵌入容量。

主权项

1.一种变方向差值扩展和同步嵌入的可逆水印嵌入方法，其特征在于包括以下步骤：第1步：计算所有存在预测差值像素的局部复杂度和预测差值；第2步：确定变方向差值扩展和同步嵌入的可逆水印嵌入方法的嵌入参数；第3步：对所有存在预测差值的像素进行分类，分为L+1个类别，其中L为大于0的整数；第4步：按嵌入类别相关的嵌入参数生成记录溢出像素位置的位置图，将位置图进行压缩存储得到压缩后的位置图数据；第5步：计算嵌入时结束位置并生成附加数据；第6步：对附加数据与负载数据进行同步嵌入得到嵌入后载体图像；在第2步中变方向差值扩展的具体计算式如式(8)所示，式(8)中第i个类别的像素可嵌入i位数据b＝(b₁b₂…b_q…b_i)₂，b_q∈{0,1}表示待嵌入的第q位数据，e^i,q表示按差值扩展嵌入q位数据或平移后的e，T_i且T_i≥0为对应类别下的差值扩展区域控制参数，Q_i＝(Q_i,1Q_i,2...Q_i,i)₂为第i个类别下i位二进制的调整方向控制参数，Q_i,q则表明第i类别的像素进行第q次差值扩展时的调整方向；在式(8)中，q＝0，即没有数据被嵌入；当‑T_i≤e≤T_i时，e被用作差值扩展，且嵌入第q位数据b_q时应按Q_i,q确定的调整方向对已嵌入q‑1位预测差值e^i,q‑1进行差值扩展；当T_i＜e或e＜‑T_i时，对对应的预测差值进行平移。