18、基于人类感知模型的数据隐藏技术

基于人类感知模型的数据隐藏技术

1. 人类视觉系统（HVS）相关特性

1.1 颜色感知与函数模型

在颜色感知方面，存在函数 (F(x)) ：
[
F(x) =
\begin{cases}
1 + 0.0447x - 0.0848x^2 + 0.0386x^3 & 0 < x < 4 \
0 & x \geq 6 \
5.40 & 4 \leq x < 6
\end{cases}
]
从相关图像可知，色度掩蔽信号能够同时掩蔽亮度和色度干扰，而亮度掩蔽信号对色度干扰的掩蔽能力较弱，在 0.2% - 40% 的掩蔽对比度范围内，反而会增强色度干扰的可见性，不过人类视觉系统（HVS）对色度干扰的绝对敏感度较低，一定程度上补偿了这一影响。在估计彩色图像的感知保真度时，通常采用对立颜色模型，且常忽略频带间的掩蔽效应，将三个对立颜色频带独立处理。另外，彩色图像的像素数据以颜色级别存储，而非光功率测量值，这与灰度级值映射到亮度测量的情况类似。

1.2 时变刺激的感知

之前主要讨论了静态图片中干扰的感知，适用于静态图像。而在消费电子市场等领域，视频这类动态图像也很重要。可以通过实验测量 HVS 对空间和时间变化刺激的敏感度，例如使用刺激形式 (L(x, t) = L_0 + \Delta L\cos(2\pi fx)\cos(2\pi f_tt)) ，其中 (f) 和 (f_t) 分别为角空间频率和时间频率。当时间频率约为 30 Hz 时，时空对比敏感度函数（CSF）降为零，此频率常被称为临界融合频率（CFF）。

但上述