基于半色調(diào)技術(shù)的圖像影藏算法

1、 本文是對(duì)ImageHidingAlgorithmsBasedonHalftoningTechnique論文的一個(gè)實(shí)現(xiàn)基于半色調(diào)技術(shù)的圖像影藏算法1摘要Halftoning算法經(jīng)常被用來(lái)將連續(xù)色調(diào)的圖像轉(zhuǎn)換成純黑白圖像。本文的主要貢獻(xiàn)是應(yīng)用前人提出一個(gè)halftoning隱藏方法，將小的二值圖像影藏到一個(gè)大二值圖像中。可以應(yīng)用于水印和娛樂(lè)用途。2半色調(diào)技術(shù)(halftoning)數(shù)字半色調(diào)技術(shù)是基于人眼的視覺(jué)特性和圖像的成色特性，利用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等工具，在二值設(shè)備或有限灰度級(jí)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)圖像再現(xiàn)的一門(mén)技術(shù)。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于印刷、紡織、打印技術(shù)、數(shù)字圖像的壓縮存儲(chǔ)、圖像的傳輸、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，所以

2、研究數(shù)字半色調(diào)技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。誤差擴(kuò)散半色調(diào)算法是目前比較常用的生成半色調(diào)圖像的方法之一。最常用的誤差擴(kuò)散半色調(diào)算法是1975年由Floyd-Steinberg提出的過(guò)濾器法。3誤差擴(kuò)散算法(ErrorDiffusion)誤差擴(kuò)散算法是一種比較流行且半色調(diào)效果較好的算法，這種算法最早是由Floyed-Steinberg提出的。這種算法需要進(jìn)行鄰域處理，它能夠?yàn)橛∷C(jī)提供更高的半色調(diào)質(zhì)量并且不引起網(wǎng)點(diǎn)增大，產(chǎn)生的半色調(diào)圖像色調(diào)豐富，像素點(diǎn)的分布具有各向異性。其基本思想是先按照一定的掃描路徑閾值量化圖像像素，然后將量化誤差以一定的方式擴(kuò)散到相鄰的未處理的像素上。假設(shè)一個(gè)n*n原始

3、灰度圖像，在ij點(diǎn)的灰度級(jí)用aij表示，aij在0到1之間取值。半色調(diào)算法的目標(biāo)是找到一個(gè)二值圖像A=(ai,j),和源圖像有相同大小，但是ai，j的取值為0或1.定義；tifj0.50,otherwise則誤差為e=a(i,j)-a(i,j)。即將待處理像素7/16的誤差被加到X(輸入像素值)的右邊像素上,3/16的誤差被加到X的左下方像素上,5/16的誤差被加到X的正下方像素上，剩下1/16的誤差被加到X的右下方像素上。00002163161616)4具體步驟我們的算法包括三步：1.調(diào)整原始圖像A,B的灰度水平。2使用我們新的錯(cuò)誤擴(kuò)散技術(shù)產(chǎn)生兩個(gè)二值圖像A和B。3.將A藏到B的奇數(shù)行列中。

4、4.1調(diào)整原始圖像A,B的灰度水平二值圖像A大小為n*n,二值圖像B大小為2n*2n。Rs(A)是圖像A中有m個(gè)像素點(diǎn)的小區(qū)域。Rl(B)%B中相應(yīng)區(qū)域擁有4m個(gè)點(diǎn)。假設(shè)Rs(A)白像素點(diǎn)在區(qū)域a,卩中，所以灰度水平為。我們必須保證Rl(B)的白像素點(diǎn)在卩,3m+a范圍內(nèi)，這樣它的灰度水平為卩/4m,3/4+a/4m。我們可以選擇任意0aPm滿(mǎn)足。讓我們看一個(gè)例子。我們選擇a=0,p=m。則Rs(A)的灰度水平為0,1,Rl(B)的灰度水平為0.25,0.75。我們用GL(x)=x/2+1/4來(lái)調(diào)整圖像B的灰度水平，用GS(x)=%來(lái)調(diào)整A。如圖：13/41/4inputIinearfunct

5、ionusedforimagesAandBoutput當(dāng)然，這個(gè)調(diào)整灰度水平的參數(shù)可以依具體圖像的實(shí)際情況而定，其他的調(diào)整函數(shù)GL(X)與上面介紹的類(lèi)似，在此不一一列舉。4.2使用我們新的錯(cuò)誤擴(kuò)散技術(shù)產(chǎn)生兩個(gè)二值圖像A和B圖像B有兩種不同的途徑生成：位于奇數(shù)行奇數(shù)列的點(diǎn)有A決定，其他的點(diǎn)有標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤擴(kuò)散半色調(diào)算法取得。接下來(lái)介紹奇數(shù)行奇數(shù)列的算法。我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)aij和b2i,2j有最小的誤差。設(shè)總誤差為：E(氣廠&打怎)=j-j|+blj2J-bZi2j兩灰度圖像分別的誤差為：刖廣a，U弘=址口j禽我們將這個(gè)誤差分別擴(kuò)散到ai,j和b2i,2j的鄰近點(diǎn)上，仍使用標(biāo)準(zhǔn)誤差擴(kuò)散方法。4.3程序?qū)崿F(xiàn)流程 表1程序流程圖5實(shí)驗(yàn)結(jié)果文章給出了在不同GL(X)灰度調(diào)整水平下，使用新的錯(cuò)誤擴(kuò)散技術(shù)產(chǎn)生兩個(gè)二值圖像A和B。這里只列舉一個(gè)例子：BinaryimageA*:airplane256256圖1經(jīng)過(guò)調(diào)整后的AamiBinaryimageB:sailboat512x512圖2經(jīng)過(guò)調(diào)整后的B以下是我經(jīng)過(guò)編程之后實(shí)現(xiàn)的結(jié)果：原始圖像經(jīng)過(guò)Halftone變換后的圖像原始的水印嵌入了水印后圖像:e2i?:v.7:;:!e