36、基于直方图平移的可逆水印算法研究

基于直方图平移的可逆水印算法研究

1. 可逆水印算法概述

可逆水印算法在数字图像领域有着重要的应用，它能够在不损失原始图像信息的前提下，将水印信息嵌入到图像中，并且可以在需要时完整地提取水印和恢复原始图像。目前主要有基于空间扩展和基于直方图的两类可逆水印算法。

• 基于空间扩展的可逆水印算法 ：这类算法会生成一个包含原始图像特征的小值，然后将该值扩展并嵌入到扩展空间中，通常水印会嵌入到扩展空间的最低有效位（LSB）。例如田（J. Tian）提出的算法，利用图像的差值和平均值生成原始图像的特征值，再通过整数小波变换将水印信息嵌入到由特征值扩展的空间中。该技术在像素间差值较小的低频图像中非常有效，因为它利用了图像的差值信息。
• 基于直方图的可逆水印算法 ：通过修改直方图值来生成信息嵌入空间，然后嵌入水印数据。如倪（Z. Ni）提出的算法，选择直方图的最大值和最小值，然后修改直方图值，具有出色的峰值信噪比（PSNR）和较高的数据嵌入量。然而，该算法的一个显著缺点是在恢复原始图像时需要额外的信息。SK Lee提出的算法将信息嵌入到差值图像值为 -1 或 +1 的位置，部分解决了倪算法的问题，但由于解决溢出现象需要进行模运算，会出现椒盐噪声问题。

2. 新的可逆水印算法

本文提出了一种基于直方图平移的可逆水印算法，该算法通过稍微修改像素值来嵌入水印，基于直方图的最大值点和位置图信息，使得图像的退化不易察觉。

2.1 位置图

与倪的算法不同，本算法生成位置图来存储具有最大值点、左最小值点和右最小值点的像素