[发明专利]一种基于分块预测及差值直方图平移的可逆信息隐藏方法

说明书

本发明公开了一种基于分块预测及差值直方图平移的可逆信息隐藏方法，属于数字水印和信息隐藏领域，本发明方法首先把图像划分成4*4的图像块，然后进行三邻域分块，每四个像素为一组，选取一个像素和它周边的三个像素，使用周边三个像素生成预测值，使用预测值与选取的像素进行比较，产生差值，差值进行向下取整，一个图像块内生成四个差值，然后生成差值直方图。本发明提高了水印的嵌入容量，在保持图像视觉效果的前提下，简化了算法步骤，嵌入和提取水印前，只需要进行分块就可以；该方法不仅可以实现可逆水印，而且水印不可见性较好，实验简单易行，嵌入水印后图像的PSNR高，图像视觉效果好，具有实用价值。

技术领域

本发明属于数字水印和信息隐藏领域，具体涉及一种基于分块预测及差值直方图平移的可逆信息隐藏方法。

背景技术

随着人们安全意识和知识产权意识的提高，人们对自身信息的安全度也越来越重视，数字水印技术的使用也越来越多。图像数字水印技术根据嵌入的水印图像能否恢复分为可逆和不可逆水印技术。为了保护图像的完整性，可逆水印的使用越来越多。可逆水印又称无损水印，属于脆弱性数字水印，它能明显反映出信号是否被篡改，并且可以在提取出水印之后无损地恢复原始图像，适合图像完整性的认证。因此，可逆图像水印技术主要用于医学、军事和法学方面等特殊领域，进行图片的保留存储工作，用来保证重要图像信息的不丢失。

文献“NI Z,SHI Y Q,ANSARI N,et al.Reversible data hiding”(IEEE Transon Circuits and Systems for Video Tech-nology,2006,16:(3)354-362.)的水印嵌入方法，算法实现容易，嵌入的容量也主要取决于峰值点，但是用于像素值均衡的图像的时候，峰值点不突出，因此该算法的效果并不好。文献”THODI D M,RODRUGUEZ J J.Expansionembedding techniques for reversible watermarking”(IEEE Trans-actions on ImageProcessing,2007,16(3):721-730)提出可以通过相邻像素计算产生预测值，通过预测值可以和原值进行差值，进行水印的嵌入，依赖的周围像素比较多，占嵌入容量。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种基于分块预测及差值直方图平移的可逆信息隐藏方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于分块预测及差值直方图平移的可逆信息隐藏方法，包括如下步骤：

步骤1：设原图像为M*N的灰度图像，将原图像划分成4*4的图像块，记为B_k，其中，k＝1,2,3...[M/4]*[N/4]；

步骤2：对每一个4*4的图像块B_k进行分块处理，将每四个像素作为一组，记作b_km，m＝1,2,3,4；b_km内部像素表示为n＝1,2,3,4；记作k代表是第几个大块，m代表大的分块中的小块，n代表具体的像素；将包括无标记、横线、斜线和竖线在内的四个像素作为一组，中间标黑的像素用来和自身像素做差值，标黑的像素就是水印的嵌入点；

步骤3：将三个像素向下取整预测出像素的预测值

步骤4：将的真实值与预测值作差求出依次类推，将的真实值与预测值作差求出

步骤5：利用差值生成差值直方图；

步骤6：对差值直方图进行平移处理，对于差值直方图中像素值大于0的部分，整体向右平移一个单位，在差值直方图像素值为1的位置上就会留出空白；