随着多媒体技术的高速发展，数字图像成为人们传播信息的重要媒介，相应的作为数字图像安全保护的有效手段，水印技术成为多媒体信息安全领域的研究热点.传统的水印技术强调的是能够从载体图像中提取版权认证信息，在嵌入强鲁棒水印的同时也造成了载体图像一定程度上的不可逆失真，在对图像要求较高的医学、军事及艺术等领域，要求水印的嵌入既能对图像进行版权保护，同时也要求在提取水印信息后能够对图像进行无失真的恢复，为此可逆水印应运而生并引起广泛的关注.

可逆水印最早由Barton于1994年在其申请的专利中提到，近年来，不少研究人员提出了有效的可逆水印算法，具有代表性的算法有基于差值扩展的可逆水印、基于直方图平移的可逆水印及基于整数变换的可逆水印算法等.其中，Tian[1]对相邻两个像素进行Haar整数小波变换，对差值进行扩展得到间隙以嵌入水印，每个像素可嵌入0.5比特水印信息，同时也产生0.5bit/pixel的位置图信息.针对Tian算法产生的位置图信息降低水印嵌入容量的问题，Alattar[2-3]对其进行了改进，将相邻两个像素的差值扩展拓展到相邻多个像素组成的图像块上，使嵌入的水印容量达到接近1bit/pixel，并减少所产生的位置图信息.Dragoi[4]在局部预测差值上进行扩展，进一步提高水印嵌入容量及载体图像的质量.Ni[5]提出了基于直方图平移的可逆水印算法，根据图像的直方图特征，对峰值点和零值点进行直方图平移得到可嵌间隙，进行可逆水印的嵌入，该算法复杂度低，但是易受到载体图像自身特征的影响导致嵌入容量有限，而后也有专家学者对其提出改进算法[6].Thodi[7]结合两个相邻像素的差值扩展与差值直方图移位的方法提高了可逆水印的嵌入性能，后续也有其他学者对直方图平移算法进行改进[8-10].文献[11]提出了一种基于图像像素整数线性变换的可逆信息隐藏方法，将图像像素值进行整数线性变换后替换原有像素，该方法实现简单且整个过程不产生位置图信息，提高了水印的嵌入容量，但嵌入水印后的载体图像质量较低.邱[12]提出基于整数变换的大容量可逆数据隐藏方案，对图像分块进行整数变换，使得块中所有像素的二进制最低n位相同以此产生较大的冗余进行可逆水印的嵌入.陈[13]主要针对邱所提出的广义整数变换中人工设定阈值及位置图生成方案的不足进行改进，提出一种迭代自适应的均值调整整数变换可逆水印算法.陈等[14]针对固定容量自恢复水印[15-16]存在水印透明性及篡改恢复质量较低的问题提出可变容量水印，其主要思想是根据图像特征将图像分为易感知变化区和不易感知变化区两种类型，不同类型的图像块由图像自身特征生成长度不一样的水印信息，并嵌在所属图像块中，使其在保证水印的透明性与鲁棒性的同时还能够增强嵌入水印后的载体图像篡改检测能力及篡改近似恢复.现有提出的可变容量水印方案[17-18]多是用于图像不可逆水印的嵌入与提取中.

综上，可逆水印算法的研究目标是能够以较小的图像失真换取最大的水印嵌入容量，含水印图像可无失真恢复.结合整数变换的优点，依据图像自身的细节可将图像分为纹理区和平滑区，不同类型的区域可嵌入容量不同的水印信息，对于纹理区人眼的视觉敏感度较低，可比平滑区嵌入更多的水印信息.鉴于此，本文提出一种自适应的可变容量可逆水印算法，该算法对整数变换后的图像块根据其细节特征划分纹理块及平滑块，分别在不同类型块中寻找相对稳定的块进行不同容量可逆水印的嵌入.根据图像细节有区分地嵌入可逆水印，对载体图像所造成的失真较小，水印图像的质量好，水印嵌入容量高，提取过程可正确提取版权认证水印信息并能够无失真地恢复载体图像.

1 基于整数变换的自适应可变容量可逆水印

1.1 整数变换

文献[12]提出了以整数变换得到较大的冗余进行水印的嵌入，该算法的基本思想以一幅大小为M×N的灰度图为例，对图像分块，每块大小为 k=m×n，将图像块 a 表示为 k 维向量 a=（ɑ1,ɑ2,…,ɑk），ɑi∈［0,255］，i=1,2,…,k，对 a求平均值，按照公式1取其整数部分，其中代表下取整，公式如下：

接下来对块a中的各个向量按照公式2进行线性变换得到a′：

 

 

经过线性变换后，a′中的每个元素都转换成能被2p整除的数减去一个相同的数（2p-1），则每个

元素模除2p后得到的余数都是相同的，即对应的二进制数最低 p位是相同的，记住其中任意一个元素的二进制最低p位，则可利用余下元素生成的p*（k-1）位冗余进行水印信息的嵌入.

公式2是可恢复的.假定的小数部分为，其中 ɑ∈［0，k-1］，可将公式2转换为：

 

变换后的a′= （a1′，a2′，…，ak′），对所有元素求和可得：

 

其中，小于1，则可得到公式2的逆变换为：

 

1.2 嵌入块的选择

图像进行整数变换后，对图像块嵌入等量的水印信息，若希望嵌入大容量水印则载体图像的质量较差，若要求保证载体图像的质量则水印的嵌入量会大大的降低，本文对整数变换后的图像块进行分类，对不同类型的块自适应生成不同容量的水印信息进行嵌入，实现水印嵌入容量与载体图像质量的平衡.

2）量性统计分析。从表2可以看出，实验组的均分为81.97，对照组的均分为67.00，两个班级的平均分有一定的差异。通过独立样本T检验，实验组和对照组存在显著差异（t=3.313，p＜0.05），说明信息技术能够促进南疆农村幼儿国家通用语言听说能力的发展。

均方差常用于概率统计中度量一组数据平均值的分散程度，假定一组数据 a=（ɑ1,ɑ2,…,ɑk），其平均值为，均方差公式如下：

 

图像块的均方差越小说明像素之间的变化不大，可认为该图像块为平滑块，均方差越大则为纹理块，本文采用图像块的均方差作为区分不同类型块的方法.

1.3 可变容量水印的生成

根据视觉感知特性，平滑块的修改感知度要强于纹理块的修改感知度，因此在纹理块中可嵌入多于平滑块的水印信息.若对平滑块中每个像素二进制值的低2位进行修改，其像素值的变化范围在0～3之间，对纹理块像素二进制值的低3位进行修改，其像素值的变化范围在0～7之间，两种类型块修改后，载体图像视觉质量破坏较小，因此每个图像块自适应生成 q比特可逆水印 wi=｛wi1,wi2,…，wiq｝，若为平滑块wi1=0、q=8，纹理块 wi1=1、q=12.wi2～wi8这部分水印信息平滑块和纹理块的生成方式相同，其中wi2为加密后的版权认证水印wi′，wi3～wi6为μi的二进制高4比特，wi7～wi8为ai′中的任意像素二进制表示的最低2位.若ai′为平滑块，嵌入该块的可逆水印生成完毕；若ai′为纹理块可嵌入多于平滑块的水印信息，则接着构造wi9～wi12，同时考虑要能够对载体图像进行无失真还原，可将每个像素二进制值的倒数第三位伪随机打乱后再存于wi9～wi12.

2 可变容量水印的嵌入与提取

2.1 水印嵌入

（3）对于双重管桩，其浆液的压力与比重分别为20～40MPa、1.30～1.50，在喷浆时所用喷嘴的直径按2～3mm控制，每分钟浆液的流量控制在80～100L范围内，当采用压缩空气时，应将压力控制在0.7～0.8MPa范围内。

据悉，此次规划招标的预算金额为3 500万元，包括广州市轨道交通一体化规划研究和广州东站综合交通枢纽规划两大部分。其中，广州市轨道交通一体化规划研究分为8个专题：广州市轨道交通网络发展现状及规划评估；广州市轨道交通一体化规划研究客流调查与预测；粤港澳大湾区广州铁路通道方案及广州市内布局方案；广州铁路枢纽客站分工优化调整及新客站选址研究；越珠江通道规划布局研究；三眼桥至新塘通道扩能方案研究；广深港高铁引入广州中心城区方案研究；广州市轨道交通四网融合规划方案研究。

(1)对版权认证水印进行Arnold置乱，得到加密后的水印信息，其中t=m×n.

基于IEC61850Ed2.0的变电站与调度端保护信息通信方法//李金,武芳瑛,张喜铭//(3):130

3.利用好信息技术，发挥技术上的优势。当今是知识经济信息时代，任何活动都需要在信息技术支持下开展。当然，信息技术的应用，不仅优化了经营管理程序，也能有效节约了管理的成本。企业需要结合信息技术，建立自身管理活动的信息技术机制。信息技术的强大功能，能够有效协调管理活动的各要素，通过应用信息技术，从而实现经济管理的成本最低。当然，利用信息技术来开展管理时，不仅是系统上的优化，而且通过对相关管理信息进行筛选，也能够让企业获得有效信息，进而服务于企业的经济管理活动。

(2)将载体图像进行2×2分块，可得个块，块中的每个像素可表示成向量 a=（ɑ1,ɑ2,ɑ3，ɑ4），其中 0ai 255.

一副灰度图的像素取值在0～255之间，若一个图像块内所有像素之间的差值越小，则该图像块为平滑块，像素之间的差值越大则图像块为纹理块.根据人眼的视觉感知特性，平滑块的修改感知度要强于纹理块的修改感知度，因此可将图像区分出平滑块与纹理块，在平滑块中嵌入容量较小的水印信息，而在纹理块则可嵌入容量较大的水印信息.

矿物成分简单，矿石矿物主要有闪锌矿，次为方铅矿、黄铁矿；脉石矿物主要有方解石，见白云石、重晶石等。闪锌矿自形—半自形粒状，结晶较粗，一般粒径为0.25～2 mm，约占80～90%，多为淡黄色～米黄色，肉眼清晰易辨，少量高角度细脉中闪锌矿为棕褐色—黑褐色；方铅矿以自形晶为主，粒径一般1～4 mm；黄铁矿自形—半自形晶粒状产出，以粒径0.2～0. 5 mm为主。方解石很普遍，存在于各种矿石类型，白云石、重晶石主要分布于细脉中。

(4)对图像中亮度较大和亮度较小的块进行修改，人眼容易察觉，基于这个特点，可以对图像块求平均值μi，选择μi在视觉不易察觉变化范围内的待嵌块进行水印的嵌入.

(5)从待嵌块中选择m×n个图像块，以图像块ai′=（ai′1，ai′2，ai′3，ai′4）为例，其中1i m×n，其平均值为 μi，设定阈值 d，若均方差σi＜d，则为平滑块，反之为纹理块，根据1.3中所介绍的方法，若ai′为平滑块生成8比特的可逆水印 wi=｛wi1,wi2,…，wi8｝，若为纹理块生成12比特的可逆水印 wi=｛wi1,wi2,…，wi12｝.

(2)从第三方获取寄存的密钥，从中提取二值标记矩阵B.

 

若ai′为纹理块，将wi1～wi12嵌入ai′得到新的图像块′′ai，嵌入公式如下：

 

其中 i为图像块的块号，j=1，2，3，4.

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法，该法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。

司长通过关系，将雷钢办了美国的公费留学。雷钢毕业后，留在美国，她的小孙子十岁了。雷红在北京一所名牌大学教书，去年聘为教授。

(3)利用2.1节中的公式2对每一个图像块进行整数变换，其中p=2，k=4得到，经过变换后，a′中的4个像素二进制表示的最低2位都相同.整数变换后图像块的像素值有可能会超出［0，255］的有效数值范围，产生溢出，因此图像块只要存在有超出［0，255］范围的像素值则不能作为水印嵌入块，而整数变换后所有像素值还在［0，255］有效范围内的图像块可作为待嵌块用于水印的嵌入.

(7)最后，根据图像块是否有嵌入可逆水印生成大小为的二值标记矩阵B，若有进行水印嵌入的块标记为“1”，未嵌入的标记为“0”，标记为“0”的图像块可用公式6还原成未进行整数变换的原始图像块，重组所有图像块得到含水印图像I′.将二值矩阵B 及步骤1中的Arnold变换参数作为密钥传给第三方保存，以便提取可逆水印时使用.

2.2 可逆水印提取及载体图像还原

可逆水印的提取是嵌入的逆过程，实现的具体步骤如下：

该算法在图像分块后对图像块进行整数变换，选取可嵌入块求块的均方差，根据均方差值对块进行分类，自适应生成可逆水印，嵌入在块中每个像素的二进制最低若干位上.设大小为M×N的载体图像I，版权认证水印为m×n的二值图W，嵌入的具体步骤如下：

(1)将含水印图像I′进行2×2分块.

(6)将生成的可逆水印 wi嵌入图像块ai′中，若ai′为平滑块，将 wi1～wi8嵌入ai′，嵌入公式如下：

(3)根据标志矩阵B，选取标记为“1”的图像块ai′′=｛ai′′1,ai′′2,ai′′3，ai′′4｝，1i m×n提取嵌入块中的水印信息方法如下：

《孟子·梁惠王上》：“不违农时，谷不可胜食也；数罟不入洿池，鱼鳖不可胜食也；斧斤以时入山林，材木不可胜用也。谷与鱼鳖不可胜食，材木不可胜用，是使民养生丧死无憾也。”[2]57-59《庄子·缮性》：“四时得节，万物不伤，群生不夭，人虽有之，无所用之，此之谓至一。”[3]135-136顺应时节规律、动植物的生长周期安排农事活动，则草木繁荣、五谷丰收、百姓生活富足。《文子·上礼》反过来说阴阳不和，四时失序，就会引发“雷霆毁折，雹霜为害，万物焦夭，处于太半，草木夏枯，三川绝而不流”[4]526-527的后果。

 

若提取得到的则水印信息提取结束.若则继续提取：

 

其中 j=1，2，3，4.

(4)将所有嵌入块中的水印信息提取后，每块的第二位水印信息组合成W*，其中1i m×n，进行逆Arnold变换，可得到原始版权水印W.

(5)将嵌入块中每个像素的二进制最低2位用替换，若为纹理块，再将每个像素的倒数第三位二进制位按伪随机处理顺序用进行替换，如块中的四个像素的倒数第三位按伪随机顺序2314存放在的倒数第三位用的倒数第三位用的倒数第三位用替换，的倒数第三位用替换.利用2.1节中的公式6对完成位替换后的图像块进行逆整数变换，可无失真的恢复原始图像块，将恢复后的图像块与未嵌入水印的图像块组合可无失真恢复原始的载体图像，至此完成可逆水印的要求.

(6)当图像受到外部攻击如剪切或篡改，无法无失真还原时，可用与受攻击图像块相邻的未受攻击图像块近似还原，利用相邻块中代表块均值信息的进行近似还原.

3 实验结果与分析

[4]Dragoi I,Coltuc D.Local-prediction-based difference expansion reversible watermarking[J].IEEE Transactions on Image Processing,2014,23(4):1779-1790.

  

图1 原始载体图像和水印图像

在不破坏含水印图像质量的前提下提高水印的嵌入容量，经过多次实验，嵌入过程中选取图像块平均值μi∈［10，100］范围内的块进行嵌入视觉不易察觉；区分平滑块与纹理块的均方差阈值 d设为5.嵌入水印后的含水印图像如图2所示.为评价含水印图像的质量，本文采用峰值信噪比PSNP来评价水印的透明性，PSNP=10×log10，其中MSE代表原始图像与嵌入水印后的载体图像之间的均方误差，PSNP的值越大说明失真越小，反之则失真越大.五幅含水印图像的PSNP分别是：69.76，47.95，43.36，43.69和41.73，可见可逆水印的嵌入对图像质量影响较小，含水印图像质量较高.采用本文所提的恢复原始载体图像方法可无失真恢复载体图像，从5幅图像中提取的版权水印与原始水印的NC值都为1，具体如图3所示.

基于上述分析，可以了解到游客对现阶段四川旅游团餐满意度的综合评价.本研究表明，在28个感知特征项中，每对变量的满意度均低于重要性，配对t检验也证明各项特征值的重要性和满意度之间存在着显著差异，这说明游客对四川旅游产品中的旅游团餐绩效表现各方面的满意度感知较低，特别是菜品质量是影响游客满意度的最主要因素.因此，在明确了应该优先改进的重点项目后，各利益相关主体不仅要采取具体措施来改善菜品质量，也要重视影响游客实际体验的用餐环境及用餐服务，才能全面提升四川旅游团餐的游客满意度，进而增强四川旅游产品的综合竞争力.

  

图2 含水印图像

  

图3 恢复图像和提取水印图像

为了验证算法的有效性，表1给出了本文算法与文献[12]、文献[19]所提算法的实验结果比较.文献[12]在整数变换后的可嵌图像块嵌入等量的可逆水印信息，文献[19]对载体图像划分感兴趣区和不感兴趣区，在不同区域嵌入不同数量的可逆水印，两种算法都需要预留一部分图像块用来存储可逆水印嵌入块的位置信息，这部分图像块不可用于水印信息的嵌入，对可逆水印的嵌入容量有一定的影响.从实验数据表明，本文所提算法的水印最大嵌入量平均值高于文献[12]、[19]，含水印图像的PSNP平均值也高于对比文献，水印图像的质量较好.

 

表1 可逆水印最大嵌入量(bit)及含水印图像的峰值性噪比

  

最大嵌入量 PSNR 最大嵌入量 PSNR 最大嵌入量 PSNR医学图像1 335057 27.56 365429 25.87 496996 28.86载体图像 文献[12]文献[19]本文算法医学图像2 315224 30.27 332922 29.63 421424 32.06医学图像3 252732 31.71 267349 30.24 278340 36.29医学图像4 332624 29.94 366746 28.83 409236 35.89医学图像5 330248 31.53 297524 30.21 305976 32.83平均值 313177 30.20 325994 28.96 382394 33.19

4 结束语

本文提出了一种自适应可变容量的可逆水印算法.该算法对图像分块后进行可逆的整数变换，使得块中每个像素二进制表示的最低2位相同以此产生冗余区，根据图像块的均方差将图像块分为纹理块和平滑块，不同类型选择视觉不易察觉变换的图像块自适应生成不同长度的可逆水印嵌入冗余区间.实验结果证明了本文算法的有效性及优越性，能够在嵌入较大容量的可逆水印后保证水印图像的质量，并且能够无失真的还原载体图像及提取版权认证水印，该方法可广泛应用于医学图像等要求较高的图像安全保护，具有一定的应用价值.

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Determination of six UV filters in cosmetics by HPLC 6 46

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清华大学教授郑君里在其撰写的一篇论文中指出：在《信号与系统》课程中不断更新、增加应用实例分析，将成为改革的最重要主题。[3]由此可见实例在本教学过程中的重要性。平日，笔者注意观察生活，关注科技发展和相关领域时事，争取最大限度从生活选取中选取教学实例，或动员学生参与案例的搜集与设计，鼓励学生提出自己的看法和意见，从而从更大程度上激发学生学习兴趣，并丰富教学案例库。

[3]Alattar AM.Reversible watermark using the difference expansion of a generalized integer transform[J].IEEE Transactions on Image Processing,2004,13(8):1147-1156.

为了验证算法的有效性，本文从网络上获取大量类型不同的医学图像，以Matlab7.0为平台进行实验，获得较好的实验效果.本文选取其中五幅大小为512×512的医学图像作为原始载体图像，版权认证水印图像是64×64的二值图像，如图1所示.

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湖北渔业现状是：2017年湖北省水产品产量465.42万吨。其中水产品常规品种养殖产量大，总量供给充足，但产品价格低，结构不合理，经济效益差，渔民收入低；渔业发展方式粗放，渔业发展不平衡、不协调、不可持续问题非常突出，湖北渔业发展中的深层次矛盾逐步显现。

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