9、图像隐写与可逆水印技术：原理、方法与实验结果

图像隐写与可逆水印技术：原理、方法与实验结果

1. 图像隐写算法概述

图像隐写术旨在将数据隐藏于图像中，以实现信息的秘密传输。有一种基于将数据嵌入到覆盖图像多 CGC 位平面非平坦区域的隐写算法。该算法经过了 RS 隐写分析算法和像素差分直方图分析这两种技术的测试，实验结果表明，嵌入数据后的图像在这两种隐写分析技术下是安全的。未来，还将在更多隐写分析技术下对该算法进行测试，并且会将算法扩展到其他类型的图像，如变换域图像，同时进行一些修改以使其适应这些图像类型。

2. 可逆水印技术背景

2.1 数字半色调与水印需求

数字半色调是将连续色调图像转换为二色调图像的过程，例如将 8 位灰度图像转换为 1 位二进制图像。半色调图像在一定距离外观看时，通过人眼的低通滤波作用，能与原始图像相似。常见的半色调技术可分为基于有序抖动、基于误差扩散和基于直接二进制搜索三类，其中基于误差扩散的技术在高视觉质量和合理计算复杂度之间取得了较好的平衡。

由于半色调图像在书籍、杂志、打印输出和传真文档中广泛使用，因此在这类图像中嵌入数据以进行版权保护、内容认证和篡改检测是很有必要的。然而，与灰度或彩色图像不同，在半色调图像中嵌入数据存在三个主要挑战：
- 信息冗余少 ：每个像素值只能是黑色或白色，许多基于变换域的技术无法直接应用于半色调图像。
- 视觉质量下降 ：插入数据时，像素值的变化只能是从黑到白或从白到黑，人眼对这种突然变化很敏感。
- 容量较低 ：与连续色调图像相比，半色调图像的嵌入容量较低，且高容量嵌入往往会导