基于IWT和广义差值扩展的可逆水印算法

计算机工程与应用 ›› 2016, Vol. 52 ›› Issue (8): 84-89.

基于IWT和广义差值扩展的可逆水印算法

张正伟1，2，吴礼发1，赖海光1，李华波1，郑成辉1

1.解放军理工大学指挥信息系统学院，南京 210007
2.淮阴工学院计算机工程学院，江苏淮安 223003

出版日期:2016-04-15 发布日期:2016-04-19

Reversible watermarking algorithm with IWT and general difference expansion

ZHANG Zhengwei1，2, WU Lifa1, LAI Haiguang1, LI Huabo1, ZHENG Chenghui1

1.College of Command Information System, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China
2.College of Computer Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huai’an, Jiangsu 223003, China

Online:2016-04-15 Published:2016-04-19

摘要/Abstract

摘要： 针对传统差值扩展可逆水印算法的缺陷，提出了一种基于整数小波变换（IWT）和广义差值扩展的可逆水印算法。它将原始图像划分成4×4大小的互不重叠的像素块；计算各分块的近似平滑度值，该值在水印嵌入前后保持不变；将所有分块按平滑度值进行排序；根据水印信息量，依序选取适当数目的分块；对所选取分块进行整数小波变换，在变换后的低频部分利用广义差值扩展法嵌入水印信息，在高频部分通过数据压缩嵌入水印辅助信息。实验结果表明，该算法在减小图像失真的同时，提高了信息嵌入量，另外在同等水印嵌入量下，该算法的[PNSR]高于常见的一些算法。

关键词: 可逆水印, 差值扩展, 整数小波变换（IWT）, 数据压缩, 信息嵌入量

Abstract: Against the defects of the traditional difference expansion reversible algorithm, an reversible watermarking algorithm with Integer Wavelet Transform（IWT） and general difference expansion is proposed. The host image is divided into 4×4 non-overlapping blocks whose smooth degree is computed, which is unchanged before and after watermark embedding. According to the smooth degree, all blocks are sorted. The selected block of integer wavelet transform, watermark information is embedded in the low frequency part by using general difference expansion method and auxiliary information is embedded in the high frequency part by using watermark data compression. The experimental results show that the algorithm can increase the amount of information embedded, at the same time it can also reduce the image distortion. In addition, the proposed method can embed more information than common methods at the same [PNSR] and also has certain robustness.

Key words: reversible watermarking, difference expansion, Integer Wavelet Transform（IWT）, data compression, embedded information capacity

张正伟1，2，吴礼发1，赖海光1，李华波1，郑成辉1. 基于IWT和广义差值扩展的可逆水印算法[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(8): 84-89.

ZHANG Zhengwei1，2, WU Lifa1, LAI Haiguang1, LI Huabo1, ZHENG Chenghui1. Reversible watermarking algorithm with IWT and general difference expansion[J]. Computer Engineering and Applications, 2016, 52(8): 84-89.

[1]	杜德，高保禄，田力. 结合快速层式DCT和动态LOD的地形压缩绘制技术[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(13): 223-229.
[2]	朱丽1，李爱萍1，段利国1，李晓伟2. 基于空间相关性与灰色模型的WSN数据压缩方法[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(20): 87-92.
[3]	刘秀芝，赵欢喜. 一种基于块中值整数变换的可逆数据隐藏[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(6): 129-134.
[4]	王海起1，彭佳琦1，张腾2，桂丽1. 油气储层垂向折面剖切及二三维可视化研究[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(24): 196-201.
[5]	吴海峰1，詹文法2，程一飞1. 无理数字典码的测试数据压缩方案[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(7): 235-237.
[6]	陈庆辉1，2，陈小松1，韩德良1. 中文文本压缩的LZW算法[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(3): 112-116.
[7]	史久根，刘　　胜. 基于压缩感知的无线传感网络数据压缩[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(10): 78-81.
[8]	王继军. 一种基于位置图的可逆水印方案[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(4): 87-90.
[9]	邓小鸿1，2，陈志刚1，刘惠文3，翦鹏1. 医学图像可逆数字水印防溢出处理研究[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(23): 162-165.
[10]	刘娟1，詹文法2. 数据块相容性统计的测试数据压缩方案[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(22): 26-29.
[11]	高海洋1，2，沈强1，张轩溢1，赵志军1. 一种基于数据压缩的Apriori算法[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(14): 117-120.
[12]	黄浩生1，2，王云鹏1. 视觉无损的SVG空间矢量数据压缩算法[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(12): 8-10.
[13]	顾洪1，李昀英2. NC格式气象数据无损压缩研究[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(9): 90-91.
[14]	翟学明，张盼，朱永利，赵丽娜. 基于分形理论的绝缘子泄漏电流数据压缩方法[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(35): 224-227.
[15]	胡平，张金钟. 远程故障诊断终端的数据压缩技术研究与实现[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(34): 130-135.