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基于预测误差扩展的高动态范围图像可逆数据隐藏

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计算机辅助设计与图形学学报 2016年第3期28卷 427-432页

作者：张海峰张伟田天瞿晨非山东大学控制科学与工程学院济南250061

针对高动态范围(HDR)图像组成通道复杂、数据隐藏较为困难的问题,提出一种基于预测误差扩展的HDR图像可逆数据隐藏算法.首先采用光辉格式编码HDR图像;然后利用HDR图像组成通道间的冗余性,把像素分为平滑和边缘像素2类;再对这2类像素分... 详细信息

针对高动态范围(HDR)图像组成通道复杂、数据隐藏较为困难的问题,提出一种基于预测误差扩展的HDR图像可逆数据隐藏算法.首先采用光辉格式编码HDR图像;然后利用HDR图像组成通道间的冗余性,把像素分为平滑和边缘像素2类;再对这2类像素分别采取不同的嵌入方式,并根据排序策略依次对像素点嵌入数据;最后在提取端提取信息之后,载体图像可以完整恢复.实验结果表明,相对于传统数据隐藏算法,该算法更好地利用了HDR图像通道间的相互关系,在图像失真较少的情况下可以隐藏更多的数据.

关键词：可逆数据隐藏高动态范围图像预测误差扩展边缘方向

基于Walsh-Hadamard变换与预测误差扩展的图像水印算法

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光学技术 2018年第4期44卷 487-494页

作者：王洪王聪余金暇平顶山工业职业技术学院计算机与软件工程学院河南平顶山467001 河南理工大学计算机学院河南焦作454000

设计了基于可逆Walsh-Hadamard变换与预测误差扩展的图像水印算法。将载体图像分割为4×4的非重叠子块,引入Walsh-Hadamard变换,对每个子块进行处理,得到其域Hadamard,提取其直流分量与交流分量系数;基于Adaline神经网络,确定一个准确... 详细信息

设计了基于可逆Walsh-Hadamard变换与预测误差扩展的图像水印算法。将载体图像分割为4×4的非重叠子块,引入Walsh-Hadamard变换,对每个子块进行处理,得到其域Hadamard,提取其直流分量与交流分量系数;基于Adaline神经网络,确定一个准确的预测系数,构建线性预测函数,计算每个交流系数的误差;对交流系数误差完成二进制表示,根据水印信息对误差进行扩展;考虑像素的溢出或下溢问题,从所有子块中指定一个平滑扩展块,通过设计水印嵌入方法,将水印信息嵌入到扩展块中,再借助Walsh-Hadamard逆变换,输出水印图像;构建水印提取机制,从水印图像中提取初始水印信息。实验结果显示：与当前水印图像相比,所提算法具有更高的不可感知性与更低的失真度。

关键词：图像水印 Walsh-Hadamard变换预测误差扩展预测系数 Adaline神经网络平滑扩展块

基于单向预测误差扩展的三维医学图像可逆水印算法

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计算机应用 2019年第2期39卷 483-487页

作者：李琦颜斌陈娜杨红梅山东科技大学电子通信与物理学院山东青岛266590

对于可逆水印技术在三维医学图像中的应用问题,提出一种基于单向预测误差扩展的三维医学图像可逆水印算法。首先根据像素间的三维梯度变化预测像素从而得到预测误差;然后结合磁共振成像生成的三维医学图像的特征,采用单向直方图位移与... 详细信息

对于可逆水印技术在三维医学图像中的应用问题,提出一种基于单向预测误差扩展的三维医学图像可逆水印算法。首先根据像素间的三维梯度变化预测像素从而得到预测误差;然后结合磁共振成像生成的三维医学图像的特征,采用单向直方图位移与预测误差扩展相结合的方法将外部信息嵌入至三维医学图像;最后,重新预测像素,提取外部信息,恢复原始三维图像。实验结果表明,在MR-head和MR-chest测试数据体上,与二维梯度预测相比,所提算法预测误差的平均绝对偏差分别降低1. 09和1. 40,每个像素的最大嵌入容量分别增加0. 045 6比特和0. 129 1比特,从而能够更准确地预测像素值,嵌入更多的外部信息。该算法可应用于对三维医学图像的篡改检测以及患者隐私保护。

关键词：可逆水印三维医学图像梯度预测误差扩展直方图位移

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基于预测误差扩展的可逆水印关键技术研究

基于预测误差扩展的可逆水印关键技术研究

作者：何建川哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,数字水印技术作为多媒体版权保护和内容认证的有效手段,已经得到了广泛的研究和应用。传统的数字水印技术会对原始图像造成一定的损坏,然而在一些对数据要求比较严格的领域(例如法律、医学和军事领域),既需要数字水印技术来进行... 详细信息

近年来,数字水印技术作为多媒体版权保护和内容认证的有效手段,已经得到了广泛的研究和应用。传统的数字水印技术会对原始图像造成一定的损坏,然而在一些对数据要求比较严格的领域(例如法律、医学和军事领域),既需要数字水印技术来进行内容保护,又不允许对原始图像造成任何不可逆的损坏,所以产生了可逆水印技术。可逆水印技术不仅可以像其他水印技术一样完整的提取出水印信息,还能无损地将图像恢复到原始状态。可逆水印技术研究的重点是提高水印的嵌入容量,降低水印嵌入所引起的失真,目前可逆水印领域最有效的技术是预测误差扩展技术,但是现有算法都是基于传统方法,在嵌入容量和嵌入质量上的表现都还有待提高。针对不同嵌入容量场景,本论文提出了两种有效的可逆水印方案。在高嵌容场景,本论文将传统菱形预测算法和深度学习相结合,提出了一种在相同失真条件下嵌入容量更大,并且最大嵌入容量更大的水印嵌入算法。该算法首先按菱形预测器的思想将图像进行棋盘划分,然后利用降噪领域的深度学习模型来对图像的另一半像素值进行预测,从而生成了分布更尖锐的预测误差直方图,之后将预测误差按局部复杂度排序后进行逐个修改以嵌入水印信息,有效的提高了水印的嵌入容量和嵌入质量。最后通过在标准测试图像集上进行不同容量水印嵌入的对比实验验证了该方法的优越性。在低嵌容场景,本论文提出了一种新的基于分块的像素选择策略和基于神经网络的预测策略。将图像分块后利用固定不变的像素衡量块的平滑程度,平滑块中像素值波动较小,可以使用更少的像素来预测更多的像素,这使得水印嵌入时可以更多的利用平滑区域的像素,复杂块由于像素值变化较大,预测误差通常较大,所以始终保持块中像素值不变,这种方法在低嵌容时具有非常好的嵌入表现。最后通过水印嵌入实验和几种传统方法进行对比实验,证明了该方法的优越性。

关键词：可逆水印差值扩展预测误差扩展分块预测

基于多尺度分解与预测误差扩展的可逆图像水印算法

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计算机科学 2017年第12期44卷 100-104页

作者：张正伟吴礼发严云洋淮阴工学院计算机与软件工程学院淮安223003 解放军理工大学指挥信息系统学院南京210007

针对现有可逆图像水印算法中嵌入量与图像视觉质量之间的矛盾,提出了一种基于多尺度分解与预测误差扩展的可逆图像水印算法。首先,对原始图像进行多尺度分解,将其分解为同质块和非同质块;其次,通过对同质块进行预测误差扩展来嵌入水印信... 详细信息

针对现有可逆图像水印算法中嵌入量与图像视觉质量之间的矛盾,提出了一种基于多尺度分解与预测误差扩展的可逆图像水印算法。首先,对原始图像进行多尺度分解,将其分解为同质块和非同质块;其次,通过对同质块进行预测误差扩展来嵌入水印信息;最后,通过计算非同质块信息熵,根据嵌入水印信息量选择合适的非同质块,通过对选取的非同质块进行整数小波变换,在中高频中嵌入剩余水印信息。实验结果表明,该算法易于实现且完全可逆,能有效提高水印嵌入量,具有较高的视觉质量。

关键词：可逆图像水印预测误差扩展整数小波交换多尺度分解视觉质量

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基于全方向预测与误差扩展的可逆数据隐藏

计算机研究与发展 2010年第9期47卷 1595-1603页

作者：曾骁陈真勇陈明熊璋北京航空航天大学计算机学院北京100191

提出一种具有高容量低失真特点的可逆图像数据隐藏算法.通过扩展像素的预测误差值将数据嵌入图像宿主中,可在提取嵌入的数据后准确还原原始图像.与大部分基于预测误差扩展的算法不同的是,提出一种具有全方向上下文的预测器以提高预测精... 详细信息

提出一种具有高容量低失真特点的可逆图像数据隐藏算法.通过扩展像素的预测误差值将数据嵌入图像宿主中,可在提取嵌入的数据后准确还原原始图像.与大部分基于预测误差扩展的算法不同的是,提出一种具有全方向上下文的预测器以提高预测精度.提出一种基于差值扩展的嵌入算法将数据嵌入预测误差中,并提出一种仅需少量附加数据的边界表策略以避免像素溢出问题.实验数据表明,提出的全方向预测器能有效提高预测精度,并且结合提出的扩展算法与边界表,其嵌入容量与宿主图像质量较已有的可逆数据隐藏算法都有所提高.

关键词：可逆数据隐藏图像全方向预测预测误差扩展边界表

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基于预测误差扩展的可逆信息隐藏算法研究

基于预测误差扩展的可逆信息隐藏算法研究

作者：徐婷婷曲阜师范大学

学位级别：硕士

本文主要对可逆信息隐藏算法的低失真和高容量性能进行研究,提出了两个以预测误差扩展框架为基础的可逆信息隐藏算法。主要的研究工作如下:首先,提出了一种用正则化的最小二乘预测方法改进的可逆信息隐藏算法。该算法有效解决了可逆信... 详细信息

本文主要对可逆信息隐藏算法的低失真和高容量性能进行研究,提出了两个以预测误差扩展框架为基础的可逆信息隐藏算法。主要的研究工作如下:首先,提出了一种用正则化的最小二乘预测方法改进的可逆信息隐藏算法。该算法有效解决了可逆信息隐藏中最小二乘预测算法的过拟合和精确度较低的问题,并且提高了像素的预测精度。同时,采用二维的预测误差扩展方向图,将一维的预测误差扩展直方图扩展到二维空间。也就是说将预测误差按照顺序进行两两组对,使得预测误差图呈现在二维空间。这样在进行信息嵌入的时候,能够将扩展和移位的方法向像素修改量更小的方向移动,从而能够在嵌入相同容量信息的同时,减小图像的失真,进一步提高图像的视觉质量和峰值信噪比的值。采用排序算法,将像素的复杂度进行升序排列,复杂度较低的预测误差优先进行信息的嵌入,进一步的减少了图像的失真。实验结果显示,与现有的基于预测误差扩展的可逆信息隐藏算法相比,改进算法的预测精度得到了提高。同时,提高了图像的容量对抗失真的性能。其次,基于预测误差扩展的框架提出了一种新的自适应迭代预测方法来提高像素的预测精度的可逆信息隐藏算法。因为像素的一阶差分边缘保持算子的大小能够表示图像的不同形态的区域,所以将一阶差分边缘保持算子作用于图像预测的过程中。这样,根据图像的不同形态的区域就会使用不一样的约束。在图像平滑区增强相关的约束,使正则化的作用得到增强;而在图像的边缘区域就减小约束来减弱正则化的作用。本文使用迭代的方法自适应调整边缘保持算子,对预测结果进行迭代求解,使得每一次的结果都进行修正,进一步得到更精确、更稳定的解。实验表明该算法的预测精度得到了提升。另外,使用该算法求得的每一个像素的一阶差分保持算子的相关复杂度计算,对像素的复杂度进行从小到大的排序,优先使用处于平滑区的的像素进行信息的嵌入,这样能够进一步提高载秘图像的质量。最终,实验结果表明该算法提高了预测像素的精确度,同时提高了嵌有秘密信息图像的峰值信噪比,有效的降低了载秘图像的失真。

关键词：可逆信息隐藏预测误差扩展正则化的最小二乘方法复杂度计算一阶差分预测算子

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基于预测误差扩展的可逆文本水印算法

中文信息学报 2015年第1期29卷 133-138,145页

作者：费文斌唐向宏王静林新建杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 杭州电子科技大学信息工程学院浙江杭州310018

为了避免在水印嵌入后造成文本内容的永久性改变,该文借鉴图像中可恢复水印的思想,将预测误差扩展应用于文本文档,提出了一种基于预测误差扩展的可逆中文文本水印算法。该算法以句子为单位,通过上下文搭配度大小选择可替换的词语,最后... 详细信息

为了避免在水印嵌入后造成文本内容的永久性改变,该文借鉴图像中可恢复水印的思想,将预测误差扩展应用于文本文档,提出了一种基于预测误差扩展的可逆中文文本水印算法。该算法以句子为单位,通过上下文搭配度大小选择可替换的词语,最后利用预测误差扩展和混沌序列,实现水印的嵌入。研究结果表明该算法不仅具有较高的安全性,而且能有效地提取水印和无损地恢复出原始文本。

关键词：可恢复水印预测误差扩展文本文档搭配度混沌序列

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基于自适应预测误差扩展的可逆水印

基于自适应预测误差扩展的可逆水印

作者：李辉山东科技大学

学位级别：硕士

近二十年来,数字水印技术在多媒体版权保护和内容认证中有着广泛的应用。但普通水印算法在提取水印信息后,通常不能完全恢复原始图像。在对原始图像要求较高的军事、医疗和法律等领域,即使原始图像有轻微失真也是不允许的。可逆水印技... 详细信息

近二十年来,数字水印技术在多媒体版权保护和内容认证中有着广泛的应用。但普通水印算法在提取水印信息后,通常不能完全恢复原始图像。在对原始图像要求较高的军事、医疗和法律等领域,即使原始图像有轻微失真也是不允许的。可逆水印技术不仅可以像普通数学水印那样提取水印信息,而且可以无损地恢复原始图像。但是,现有可逆水印算法存在以下问题:（1）在基于预测误差扩展的算法中,一般选取整幅图像中出现频率最高的两个预测误差值嵌入水印,该方案对预测误差直方图的利用率较低;（2）大部分算法以灰度图像为载体,对彩色图像可逆水印算法的研究较少。针对问题一,本文提出一种基于自适应预测误差扩展的可逆水印算法。该方案将原始图像分为两个区域,在第一区域中,将图像划分为若干个小图像块,块内采取棋盘预测的方法获得局部预测误差直方图,选取每块中两个局部预测误差峰值嵌入水印。这样,所有局部直方图峰值的集合对应于全局直方图上多个直方图条,从而该方案可更充分地利用预测误差直方图,获得更多嵌入位;第二区域用于存储辅助信息和压缩的定位图。该方案充分利用了局部预测误差,在嵌入最大容量时,测试图像的PSNR都在50dB以上。针对问题二,本文提出一种基于自适应预测误差扩展的彩色图像可逆水印算法。该方案利用彩色图像三个色彩分量间的相关性,采取局部预测方法,根据红色分量或绿色分量的局部预测误差峰值,修改蓝色分量的预测误差嵌入水印信息。该方案不需要在蓝色分量中保留用来预测的原始像素,另外,在彩色图像的嵌入过程中,由于选取嵌入水印信息的预测误差是由另一个分量预测得到,从而不需要保存每块的预测误差峰值,蓝色分量嵌入的信息容量多于灰度图像的信息容量。在嵌入最大容量时,测试图像的PSNR都在47dB以上。实验结果表明,在改进的灰度图像算法中,在嵌入图像质量相同的情况下,提高了嵌入容量。在改进的彩色图像算法中,获得的可用局部预测误差增多,并且嵌入的辅助信息较少,进一步提高了嵌入容量,并保证了图像的质量。

关键词：可逆水印预测误差扩展全局直方图局部直方图