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1、颜色空间的色彩变换研究（计算机工程与设计杂志）2014年第七期和颜色可逆变换及直方图能量计算去冗余混合变换实现稀疏化对于彩色图像而言，其图像本身存在很强的冗余性，这种冗余能够通过对图像的各种统计计算或各种变换进行挖掘，彩色图像去冗余混合变换实现稀疏化的基本经过如图所示。图去冗余变换原理混合变换从变换的先后顺序上看有：先颜色空间色彩变换后空间变换；先空间变换后颜色空间色彩变换，其可逆的和颜色空间色彩变换混合变换见表。混合变换的主要目的是实现对数据冗余的挖掘，使数据愈加稀疏化，在稀疏化之后利用其良好的统计特性施行信息隐藏。基于提升方案的整数，和，变换，双正交小波具有良好的性质，插值双正交小波变换优
2、于具有一样消失矩和正则性的正交小波变换。基于提升方案的整数，和，双正交小波变换能够实现整数可逆变换，并合适于图像的无损压缩，能够实现图像的有效稀疏化。颜色空间色彩分量可逆变换颜色空间变换是指将、系统表示的图像变换为用亮度、色度也称色相、色别、饱和度等其他系统表示的图像处理方法。已公开发表的基于、的彩色变换有、等，这些彩色变换都是基于浮点数运算的，主要应用到彩色图像的有损化处理，为了实现对彩色图像的无损化处理，出现了基于整型数运算的颜色空间色彩分量可逆变换，有、等，下面给出几种可逆变换形式改良图像变换最朴素的思想是使图像变换后的高频分量能量更低，稀疏化的效果更好，在改良的变换中，是一个参数表达式
3、，为了使数值最小，的取值非常重要，的不同表示不同的可逆变换，事实上由该表达式表征的可逆变换可有无限多个，但是我们希望找图像疏化效果最好的一个。信息隐藏算法步骤颜色色彩分量分离。首先对载体图像进行彩色空间色彩分量分离，即将位真彩色像素点分离成、这个颜色分量。步骤图像的冗余挖掘和稀疏化。选择先一维颜色空间变换后二维变换或相邻像素之间的差值变换。先二维变换或相邻像素之间的差值变换后一维颜色空间变换。步骤将三维混合变换稀疏化后的高频数据按个分量的高频部分分别做统计直方图。步骤分别计算个高频分量直方图峰值点两侧能量，通过能量判定自动选择在能量较低的一侧预留并在峰值点嵌入隐藏信息。步骤根据隐藏信息量的大小
4、，确定直方图峰值点平移的位数。步骤将步骤中的三维变换按相反顺序做反变换，实现载体图像的信息隐藏。解码经过是信息隐藏的逆经过。仿真实验和讨论无颜色空间色彩分量变换，个色彩分量、分别进行变换的信息隐藏实验变换是图像稀疏化处理公认的最好变换之一。对于利用施行空间稀疏化处理需要研究下面几个问题：不同种类小波基的稀疏化效果问题。小波基的性质在很多方面的差异很大，其优势方面也各不一样，所以需要研究不同种类小波基针对特定载体图像的稀疏化处理效果。小波基滤波器长度对载体图像稀疏化和重构效果的影响问题。小波基选择对嵌入容量影响的研究。针对小波基测试的仿真实验采用国际标准测试图像真彩色图像均为作测试图像，选用种小
5、波基做信息隐藏仿真实验，对载体图像的个色彩分量、分别进行变换，对变换后的分量、进行高频分量峰值点的直方图平移位操作，在直方图能量较小的一侧进行信息隐藏，表是仿真实验结果。通常情况下，载体图像在空间域的直方图峰值点数量偏少，并且会出现多个峰值点，通过能够实现对空域直方图的调整。由于小波变换后的高频系数服从类拉普拉斯分布，所以峰值点就是值点，事实上，值点的个数越多，嵌入容量就越大。从仿真实验看，不同种类小波基的稀疏化效果的差异是很大的，仅从稀疏化效果而言，的稀疏化效果最好，其峰值点的个数最多，但是嵌入信息后，载体图像的客观评价却不是最好的，我们要在这两者之间做出折中选择。，系列的小波基稀疏化效果相
6、对于，系列的小波基稀疏化效果而言要差很多，平均而言峰值点个数少：个，即平均意义上，系列比，系列在峰值点平移位的情况下少嵌入字节，而嵌入信息后载体图像的平均高出，对图像质量客观评价的影响为，也就是讲，系列更合适于做信息隐藏。，小波基的稀疏化能力最差，嵌入信息后载体图像的客观评价也最差。从，系列来看，低通滤波器和高通滤波器的消失矩阶数选择的适当才能有很好的信息隐藏性能，小波基也有较好的性能，但是比，小波基性能稍差。先颜色空间变换，后、分量分别进行的信息隐藏实验研究和颜色空间混合变换就是研究各种变换相结合所得到的稀疏化效果，实现信息嵌入容量的提高和嵌入信息后载体图像质量的客观评价更好。为了证实本方案
7、的有效性，我们先在颜色空间作色彩变换，然后对、这个分量分别进行二维，经颜色空间的色彩变换和的混合变换后，使每个、色彩分量的高频系数的类拉普拉斯分布的峰值点的数量更多，根据直方图平移信息隐藏算法，图像载体嵌入的数据量大大增加，以，为例，图像经混合变换后对每一个色彩分量混合、混合、混合采用直方图峰值点平移算法进行信息嵌入，在峰值点平移位的情况下，最大嵌入容量比拟的仿真实验结果见表。从表能够看出，混合变换对于数据冗余的挖掘、实现数据的稀疏化方面具有明显的效果，在直方图峰值点平移位的情况下，幅图像嵌入容量平均提高率为，是提高信息隐藏算法性能的理想方法之一。一样嵌入容量信息隐藏实验和颜色空间的混合变换极
8、大地提高了载体图像的嵌入容量，而且我们也希望嵌入隐藏信息后载体图像的客观评价也会得到一些改善，或者嵌入容量的提高对载体图像的客观评价不会带来太大的影响，只要这样的数据冗余挖掘、数据的稀疏化才有真正本质性的作用，为讲明本文算法有较好的信息隐藏性能，在一样的测试环境下，将载体图像嵌入一样容量的机密信息，然后对图像质量的客观评价进行测试，仿真实验结果见表，从实验结果看，三维混合变换的方法要略好一些。改良的变换是参数变换，的不同代表了不同的可逆变换，理论上这样的可逆变换有无限多个，因而，要考察的变化对信息隐藏性能的影响，即同时考察对嵌入容量和嵌入隐藏信息后载体图像客观评价的影响。先颜色空间色彩变换后空
9、间变换，即，实现图像的稀疏化处理，自变量为，真彩色图像作测试图像，最大嵌入容量和嵌入隐藏信息后载体图像的为因变量，采用非等量标定的形式将其实验结果绘在一起，从图能够看出，的变化对信息隐藏性能有较大的影响，建议选择。改良的变换的另一大优点就是变换参数的运用，能够取任意值，能够作为译码时的密钥使用，极大地加强了信息隐藏的安全性。先颜色空间变换，后、分量分别进行相邻像素差值变换的信息隐藏实验为了进一步讲明彩色图像混合变换去冗余的有效性，我们选择另一种颜色空间变换作颜色分量的去相关变换，然后对二维、分量分别进行相邻像素之间的差值变换，实现对彩色图像的三维混合变换，混合变换后，对峰值点平移位施行信息隐藏
10、，其国际标准测试图像的信息隐藏性能见表。从表的实验数据能够看出，幅图像在直方图峰值点平移位的情况下，三维混合变换比仅施行一维变换时的幅国际标准测试图像嵌入容量平均提高了，即提高嵌入容量，相当于可多嵌入字节。可见三维混合变换比仅进行一维颜色去相关变换在嵌入容量上有了极大的提高，并且载体图像的客观评价也略有提高，平均提高。结束语数据冗余是图像本身的一个内在属性，通过对图像冗余的挖掘，能够实现图像的稀疏化表示，自然图像本身并不是稀疏的，只要通过适当的变换后其高频分量才有可能是稀疏的。图像的稀疏化处理极其重要，会影响信息嵌入的容量和载体图像质量的客观评价，本文研究了真彩色图像、这个色彩分量的二维变换以及相邻像素差值变换和颜色空间色彩变换三维混合变换后的稀疏化效果，不同的颜色空间色彩变换对于个色彩分量之间的冗余挖掘是不同的，即去相关性是不同的，而不同的二维变换对于二维图像的冗余挖掘也是不同的，实验结果表明，三维混合变换的稀疏化效果更好。根据直方图峰值点平移算法，稀疏化效果最好的三维混合变换是施行真彩色图像自适应直方图调整信息隐藏算法的最佳变换。