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专利号: 2022110024878
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于IWT和预测差值直方图平移的可逆水印算法,其特征在于,包括水印嵌入算法,具体包括如下步骤:步骤1:对原始水印图像W进行Arnold置乱变换得到置换后的水印图像W’,横向变换与纵向变换的次数为c和d;

所述Arnold置乱变换的置乱方法如下:

其中,x',y'∈{0,1,2,...,P‑1},(x,y)为水印图像原始像素坐标,(x',y')为原始像素点经过Arnold置乱变换后的新的像素坐标,A为水印图像大小,c、d为随机生成的横向和纵向置乱变换次数;

步骤2:将原始图像I分为若干个n×n互不重叠的图像块Ii,

步骤3:计算得出所有像素块的平滑度值,并按照像素平滑度值对图像块进行从大到小排序,建立图像块顺序索引表;

步骤4:根据水印信息量的大小,选取平滑度值靠前的m个图像块进行整数小波变换,分解得到每块的低频区域LLi、高频区域HHi和两个中频区域HLi、LHi;

步骤5:对步骤4中获得的图像高频区域HHi进行逆整数小波变换,得到图像块Hi,对图像块Hi进行预测差值进行扩展并生成差值直方图,利用直方图平移法嵌入水印信息;对低频区域LLi进行逆整数小波变换,得到图像块Li,在图像块Li中利用差值量化法嵌入水印容量大小、水印置乱次数c和d的辅助信息;

其中,利用直方图平移法嵌入水印信息过程中,在差值直方图中,选择合适的阈值T,若预测差值在阈值[‑T,T)区域之间,则嵌入水印信息;若预测差值在[T,∞)范围,则需整体向右平移;若预测差值在(‑∞,‑T)范围,则需整体向左平移;继续对分块的下一个嵌入点进行判断,直到所有的分块处理完毕;

步骤6:对嵌入水印生成的图像块区域HWi和嵌入辅助信息生成的图像块区域LWi进行整数小波变换得到高频区域HHWi和低频区域LLWi;

步骤7:根据顺序索引表,将平滑度值靠前的m个图像块中未用来处理的两个中频区域HLi、LHi和相应生成的高频区域HHWi及低频区域LLWi进行重组,得到最终的水印图像IW。

2.根据权利要求1所述的基于IWT和预测差值直方图平移的可逆水印算法,其特征在于,所述步骤5中预测差值进行扩展并生成差值直方图具体为:选择一个基本像素与其左上方三个像素均值作差得到预测差值,然后将预测差值进行扩展,生成差值直方图。

3.根据权利要求1所述的基于IWT和预测差值直方图平移的可逆水印算法,其特征在于,在嵌入水印前后,每个像素块的近似平滑度值都不会改变,用来标识水印嵌入位置,替换占用大量空间的位置标志图。

4.根据权利要求1所述的基于IWT和预测差值直方图平移的可逆水印算法,其特征在于,还包括水印提取算法,其为水印嵌入的逆过程,具体包括如下步骤:S1:将水印图像IW分为若干个n×n互不重叠的图像块IWi,

S2:按照像素平滑度值对图像块进行从大到小排序,并建立图像块顺序索引表;

S3:对平滑度值靠前的m个图像块IWi进行整数小波变换,分解得到每块的低频区域LLWi、高频区域HHWi和两个中频区域HLwi、LHwi;

S4:由于嵌入前后的像素平滑度值不变,对低频区域LLWi进行逆整数小波变换,得到图像块Lwi,在图像块Lwi中利用差值量化法提取出辅助信息,得到水印置乱次数c和d、水印容量大小,然后对提取辅助信息后的图像块区域Li进行整数小波变换;

S5:对由S3中获得的图像高频区域HHWi进行逆整数小波变换,得到图像块HWi,在图像块HWi中,利用所提取出的辅助信息来提取水印信息,然后对提取水印信息后的图像块区域Hi进行整数小波变换;

其中,利用所提取出的辅助信息来提取水印信息时,预测差值在阈值

[‑2T,2T)区域之间,则提取水印信息;若预测差值在[2T,∞)范围,则需整体向左平移;

若预测差值在(‑∞,‑2T)范围,则需整体向右平移,T为控制嵌入容量的嵌入阈值参数;最后,继续对下一个分块嵌入点进行提取,直至所有分块处理完毕;

S6:根据顺序索引表,将平滑度值靠前的m个图像块中未用来处理的两个中频区域HLwi、LHwi和相应生成的高频区域HHi及低频区域LLi进行重组,恢复出原始图像块;

S7:将提取的水印信息通过Arnold反置乱变换,得到原始水印图像W;

S8:根据顺序索引信息表对所有图像块进行重组,无损恢复出原始图像I。