发明名称 基于直方图对的图像可逆数据隐藏方法
摘要 基于直方图对的图像可逆数据隐藏方法,本发明属于数据隐藏技术领域,可被应用在医学、法律和军事等敏感领域。本发明方法涉及能影响PSNR的四个参数,通过自动搜索确定出四个最优参数,即同时完成嵌入数据。过程中,当出现嵌入后溢出情况,本发明采取评价函数,自动搜索确定出最优压缩点,并用灰度范围阈值TL(左)和TR(右)作直方图最优调整;在数据嵌入环节,采用正负双向扫描的直方图对方法,逐次预测误差。本发明方法PSNR值高,效率高,视觉效果好。
申请公布号 CN103310406A 申请公布日期 2013.09.18
申请号 CN201310254398.7 申请日期 2013.06.25
申请人 同济大学 发明人 宣国荣;童学锋
分类号 G06T1/00(2006.01)I 主分类号 G06T1/00(2006.01)I
代理机构 上海天协和诚知识产权代理事务所 31216 代理人 叶凤
主权项 一种基于直方图对的图像可逆数据隐藏方法,其特征在于,本方法包括如下步骤:第(1)步,设置T、TF、TL、TR四个参数,预设一套参数值:将该四个参数分两组,其中参数T和TF为一组,TL、TR为另一组;每组的参数各预设一个序贯,每个序贯由5个值组成5*5=25个数值形成数据列阵,用以简化四变量求解最高PSNR;第(2)步,先取定TR、TL组不变,遍历T、TF组的25种情况:(2.1)判断是否溢出,如果TL、TR都等于0,则直接进入(2.3)进行逐一迭代方式嵌入数据过程;否则进入(2.2)先进行压缩及进行直方图对调整;(2.2)采用评价函数P = k1*P1 + k2*P2,搜索出图像中合适的象素点,做好位置记录,将记录到的象素点作为压缩点,采用初始的阈值TL和TR作直方图压缩调整,为第三步的嵌入作准备;(2.3)采用直方图对的方法进行逐一迭代方式嵌入数据,具体流程为:(2.3.1)根据T的设置,确定两个初始嵌入阈值(tN,tp) ,开始扫描;(2.3.2)按起伏阈值TF判断:如果F >TF,跳过当前像素,否则该像素被选中;(2.3.3)如果被选中,按预测误差pe判断:对于被选中的像素,确定是否嵌入、或不嵌入只扩展,或不变,取决于pe的符号和数值;设待嵌入的二进制数据为bi,取值“0”或“1”,如果pe≥0,有三种情况:(i)pe=tP ,嵌入数据,pe=pe+bi;(ii)pe>tp,只扩展:pe=pe+1;(iii)pe为其他值,则不变:pe=pe;如果pe<0,也有三种情况:(i)pe=tN,嵌入数据;pe=pe‑bi;(ii)pe<tN,只扩展:pe=pe‑1;(iii)pe为其他值,则不变:pe=pe;(2.3.4.1)如果数据嵌入完成,且无溢出,则记录终点阈值S=tp,或S=tN,并记录终点像素位置,嵌入过程结束,同时计算对应的PSNR值,回到步骤(2.1);(2.3.4.2)如果本次扫描已到达末尾,但数据未全部嵌入完,如果tp=tN=0,则记录嵌入失败,标记PSNR值=0,回到步骤(2.1);否则修改tP和tN,下一个初始阈值T分别为tp‑1和tN+1,修改tp和tN的方式是从两边逐步向中间靠拢,下一次扫描,正数减1,即tp‑1;而负数加1,即tN+1 ,再到步骤(2.3.2);(2.3.4.3)如果出现溢出,记录嵌入失败,标记PSNR值=0,回到步骤(2);遍历完T、TF组的25种情况后,对应获得25个PSNR计算结果,形成数据表一,即PSNR计算结果列阵;第(3)步,取定T、TF组不变,遍历TR、TL组的25种情况:(3.1)判断是否溢出,如果TL、TR都等于0,则直接进入(3.3)进行逐一迭代方式嵌入数据过程;否则进入(3.2)先进行压缩及直方图对调整;(3.2):与步骤(2.2)相同;(3.3)与步骤(2.3)相同;遍历完TL、TR组的25种情况后,获得对应25个PSNR计算结果,形成数据表二,即PSNR计算结果列阵;第(4)步,判断是否找到四个阈值并完成嵌入:如果表一、表二两个数据表面中心PSNR值在所在表中均为最高,则搜索到四个最有阈值,并完成了数据嵌入,嵌入结束;否则回到第(1)步骤重现预设置四个阈值的参数序贯;第(5)步:数据的提取是嵌入的逆过程,倒扫描。
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