[发明专利]一种基于分块合并策略的PVO数字水印方法

说明书

本发明属于数字水印技术领域，公开了一种基于分块合并策略的PVO数字水印方法，包括：对于复杂度小于T1的块进行PVO的嵌入；第一层合并：对于合并后的块，再次计算其复杂度并根据阈值T2进行PVO的嵌入；第二层合并：对于不满足要求的块，根据相邻块之间的位置关系，将满足要求的块合并成一个4*4的块；合并后的块，再次计算其复杂度并根据阈值T3进行PVO的嵌入。本发明通过计算相似度，将分块由小到大一层层合并，实现了动态控制分块的大小，有效提升了分块内像素的相关性，实现了在相同嵌入容量下获得更少的图像失真，大大提升了嵌入后图像的PSNR(峰值信噪比)；可用于秘密信息的可逆隐藏。

技术领域

本发明属于数字水印技术领域，尤其涉及一种基于分块合并策略的PVO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，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；其中一种像素值排序(PVO)的技术受到了许多关注，将原始图像划分成等大小的块之后，给定块内的像素并根据像素值排序，然后通过修改每个分块的最大值和最小值来实现数据嵌入。对于给定的嵌入容量，最终搜索最佳分块大小，以使嵌入失真最小化；由于同一分块中的像素通常具有很强的相关性，所以该方法有着良好的嵌入性能。PVO嵌入性能与其分块大小有显著的相关性；使用固定的分块方案极大地限制了方案的能力。

综上所述，现有技术存在的问题是：PVO水印方案中，固定的分块方案极大地限制了方案的能力。PVO嵌入性能与分块大小有着明显的相关性，使用较大的块固然可以得到较高的性能，但却导致了嵌入容量的减少；为了满足较高的嵌入容量，必须使用较小的块，从而导致了图像质量的降低。

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分块合并策略的PVO数字水印方法。

本发明是这样实现的，一种基于分块合并策略的PVO数字水印方法，所述基于分块合并策略的PVO数字水印方法包括以下步骤：

步骤一，读取原始灰度图像并将其分为不重复的2*2大小的块；

步骤二，对每一个分块计算其局部复杂度并在位图中标记；

步骤三，对位图进行无损数据压缩并作为辅助信息的一部分等待嵌入；

步骤四，2*2分块的嵌入，对于复杂度小于T1的块进行PVO的嵌入；

对于分块X_i＝{x₁,...,x_n}，复杂度的定义如下：

NL_i＝Var(x₂,…,x_n-1)

这里Var表示求方差。

步骤五，第一层合并：对于局部复杂度大于T1的2*2的块，计算与相邻块的相似度Sim，根据相似度大小，将相似度小于S的相邻块进行合并，形成一个大小为8的分块；

对于待合并的分块X＝{x₁,...,x_n}和Y＝{y₁,...,y_n}，相似度Sim的定义如下：

步骤六，对于合并后的块，再次计算其复杂度并根据阈值T2进行PVO的嵌入；

步骤七，第二层合并：对于不满足要求的块，根据相邻块之间的位置关系，将满足要求的块合并成一个4*4的块；

步骤八，合并后的块，再次计算复杂度并根据阈值T3进行PVO的嵌入；

步骤九，使用LSB替换的方法进行辅助信息的嵌入，并将替换下来的LSB序列作为负载的一部分进行嵌入；嵌入完成；