[发明专利]基于三维预测误差直方图的彩色图像可逆数字水印方法

说明书

本发明公开了一种基于三维预测误差直方图的彩色图像可逆数字水印方法，包括水印的嵌入和水印的提取；采用在三维预测误差直方图中通过修改预测误差组的映射关系，舍弃嵌入失真大的映射，映射分为嵌入失真小于等于2的映射和嵌入失真小于等于1的映射，并重建新映射关系的方法嵌入可逆水印，一定程度上避免了图像的失真感，提高了图像的PSNR。本发明可用于秘密信息的隐藏；通过应用基于菱形预测模型的双层嵌入方案和建立不同以往的预测误差组的映射关系；实现了在相同的嵌入容量下获得更少的图像失真。

技术领域

本发明属于数字水印技术领域，尤其涉及一种基于三维预测误差直方图的彩色图像可逆数字水印方法。

背景技术

近些年来，在军事、医学、遥感图像处理等领域中，学者对于原始图像进行分析和研究，通过调整人眼对于图像中不敏感区域的信息，提出了可逆水印技术。在提取水印之后，原始图像可以被准确无误的恢复。现在的可逆数字水印研究主要集中在灰度图像方面，仅仅有少数的研究成果是跟彩色图像有关的。

但是，现实生活中接触更多的是彩色图像，而传统三维预测误差直方图可逆数字水印算法并没能充分利用彩色图像颜色信道之间的冗余性来获得更优秀的算法性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维预测误差直方图的彩色图像可逆数字水印方法，旨在解决传统三维预测误差直方图可逆数字水印算法并没能充分利用彩色图像颜色信道之间的冗余性来获得更优秀的算法性能的问题。

本发明是这样实现的，一种基于三维预测误差直方图的彩色图像可逆数字水印方法，所述基于三维预测误差直方图的彩色图像可逆数字水印方法包括水印的嵌入和水印的提取；

所述水印的嵌入具体包括：

步骤一，对原始彩色图像按照颜色通道进行分离；对原彩色图像像按照RGB颜色通道分离三张灰度图像，分别记为R通道、G通道和B通道；

步骤二，载体图像预处理；

步骤三，计算每张灰度图的预测误差组，对每张灰度图采用菱形预测方案获取阴影点的预测值，跟原始像素值相减，获得阴影点的预测误差序列(e_R1,e_R2,...,e_RN)，(e_G1,e_G2,...,e_GN)，(e_B1,e_B2,...,e_BN)，将三张灰度图像阴影点的预测误差组成预测误差组e_n＝(e_Rn,e_Gn,e_Bn)；

步骤四，选择用于嵌入水印的预测误差组，计算每一个预测误差组的局部复杂度LC_i，找到最小的整数ρ，被替换的LSBs、压缩后的位图和水印消息，修改满足LC_i≤ρ的预测误差组的映射来嵌入水印；

步骤五，第一层水印嵌入，首先在阴影点的预测误差直方图中嵌入水印信息，称为第一层水印嵌入；

步骤六，第二层水印嵌入，在空白点的预测误差直方图中嵌入水印信息，称为第二层水印嵌入，阴影层嵌入水印信息之后，阴影像素点X_i,j被修改为X_i'_,j。用嵌入水印之后的阴影点的像素来预测空白点的像素值，与第一层水印嵌入类似，得到三张灰度图像空白点的预测误差直方图，嵌入水印信息；

步骤七，将嵌入水印之后的三张灰度图合并，得到嵌入水印后彩色图像IW；

所述水印的提取具体包括：

步骤一，对嵌入水印后的彩色图像像按照RGB颜色通道分离三张灰度；

步骤二，读取彩色图像R通道第一行像素的LSBs，取出三个参数的值；