[发明专利]一种基于SLT-DM的水印图像还原方法

摘要

本发明公开了一种基于SLT‑DM的水印图像还原方法，首先通过防溢出处理消除了水印嵌入引起的溢出问题，并通过抗溢出抖动调制方法，将水印嵌入和图像溢出处理所引起的改变量以及抖动调制自身所引起的改变量合成还原信息无溢出地嵌入图像，且通过控制还原信息小于半个抖动调制的量化步长，使得加在第一低频系数上的时候还原信息不会跳出抖动区间，保证了图像完全可逆还原，并且还原不需要任何附加信息，而且不会引起降低可嵌入容量、影响图像质量、增加附加信息等其他问题。

主权项

1.一种基于SLT‑DM的水印图像还原方法，其特征在于，包括以下步骤：水印嵌入过程：步骤A10，原始图像预处理；如果原始图像是彩色图像，则取原始图像的G通道图层作为预处理图像；如果原始图像是灰度图像，则原始图像作为预处理图像；将预处理图像分成为大小为N×N的不重叠的预处理图像子块B0i，其中i表示与图像子块对应的序号；步骤A20，嵌入水印；遍历所有预处理图像子块B0i，将预处理图像子块B0i从空间域变换到频率域，根据预处理图像子块B0i的中频系数矩阵计算嵌入因子E0i，将水印比特嵌入到预处理图像子块B0i的中频系数矩阵中，再将水印嵌入后的图像子块从频率域变换到空间域，得到水印嵌入图像子块B1i；步骤A30，防溢出处理；遍历所有水印嵌入图像子块B1i，将水印嵌入图像子块B1i进行防溢出处理，得到防溢出水印图像子块B2i；步骤A40，嵌入还原信息；遍历所有防溢出水印图像子块B_2i，将防溢出水印图像子块B_2i从空间域变换到频率域，根据防溢出水印图像子块B_2i的中频系数矩阵计算嵌有水印的嵌入因子E_2i；对防溢出水印图像子块B_2i的第一低频系数LL_2i(1,1)进行第一次抖动调制处理，得到第一次抖动调制处理的第一低频系数LL_2i(1,1)'；根据预处理图像子块B_0i的嵌入因子E_0i和防溢出水印图像子块B₂的嵌有水印的嵌入因子E_2i，计算嵌入因子差值Dvalue₁为：Dvalue₁＝E_2i‑E_0i；根据防溢出水印图像子块B_2i的第一低频系数LL_2i(1,1)和经第一次抖动调制处理后的第一低频系数LL_2i(1,1)'，计算第一低频系数差值Dvalue₂为：Dvalue₂＝LL_2i(1,1)'‑LL_2i(1,1)；由嵌入因子差值Dvalue₁和第一低频系数差值Dvalue₂合成总差值Dvalue为：Dc1，Dc2，Dc3是控制因子，且Dvalue₂×Dc₂为大于1的整数，|Dvalue₁/Dc₁|＜0.5，Dvalue＜0.5H，H表示第一次抖动调制和第二次抖动调制的量化步长；将总差值Dvalue嵌入到第一次抖动调制处理后的第一低频系数LL_2i(1,1)'，得到嵌入还原信息的第一低频系数LL_2i(1,1)'_EM：LL_2i(1,1)'_EM＝LL_2i(1,1)'+Dvalue，再将嵌入还原信息后的图像从频率域变换到空间域，得到最终水印嵌入图像子块B₃；图像还原过程：步骤C10，遍历所有最终水印嵌入图像子块B3i，将最终水印嵌入图像子块B3i从空间域变换到频率域，根据最终水印嵌入图像子块B3i的中频系数矩阵计算嵌入因子E3i；步骤C20，对最终水印嵌入图像子块B3i的第一低频系数LL3i(1,1)进行第二次抖动调制，得到第二次抖动调制后的第一低频系数LL3i(1,1)'，按公式(24)计算得到嵌于第一低频系数LL3i(1,1)的总差值Dvalue，再由总差值Dvalue按公式(25)计算得到嵌入因子差值Dvalue1和第一低频系数差值Dvalue2：Dvalue＝LL3i(1,1)‑LL3i(1,1)'(24)；步骤C30，根据最终水印嵌入图像子块B3i的嵌入因子E3i和嵌入因子差值Dvalue1，得到还原图像子块B4i的嵌入因子E4i：E4i＝E3i‑Dvalue1＝E2i‑Dvalue1＝E0i；步骤C40，根据最终水印嵌入图像子块B3i的第二次抖动调制后的第一低频系数LL3i(1,1)'和第一低频系数差值Dvalue2，得到还原图像子块B4i的第一低频系数LL4i(1,1)：LL4i(1,1)＝LL3i(1,1)'‑Dvalue2＝LL2i(1,1)'‑Dvalue2＝LL2i(1,1)＝LL0i(1,1)；步骤C50，由还原图像子块B4i的嵌入因子E4i计算还原图像子块B4i的中频系数矩阵，并利用还原图像子块B4i的中频系数矩阵和第一低频系数LL4i(1,1)，将还原图像子块B4i由频率域变换到空间域，得到空间域的还原图像子块B4i，所有的还原图像子块B4i构成还原图像。