近日，澳门科技大学资讯科技学院2018级博士生何文广在蔡占川教授的指导下，以澳门科技大学为第一完成单位在多媒体领域国际权威期刊《IEEE Transactions on Multimedia》（影响因子6.051，JCR Ranking:5/108）上发表题为“High-fidelity Reversible Image Watermarking Based on Effective Prediction Error-Pairs Modification”的学术论文。该论文在2021年1月正式刊出后迅速吸引了中国计算机学会多媒体技术专业委员会的关注，认为该论文立意新颖、方法前瞻、实验详实，希望能通过专委会官方渠道进行介绍，以受惠更多科研人员。专委会学术论文导读链接：https://mp.weixin.qq.com/s/pF3Ey5tuOdRjN0q7uNSEFQ
信息隐藏是保障信息安全的一种有效手段。鉴于传统信息隐藏技术为载体带来永久性失真，可逆信息隐藏在提取隐藏数据时无损地恢复原始载体，这一特性使得它可应用于敏感图像处理中的秘密信息传输、内容认证等。预测误差扩展技术（Prediction Error Expansion, PEE）是当下利用载体数据冗余实施可逆信息隐藏的主流技术。针对基于像素值排序预测方法（Pixel Value Ordering, PVO）的二维PEE中的自适应嵌入问题，该论文设计了一种全面自适应于载体特征的新方案。二维PEE的优势主要体现在结对修改预测误差，因此误差对分布对嵌入性能起着基础性决定作用，基于此认识，作者首先通过自适应预测误差生成优化了误差对分布。研究表明PVO仅基于像素值选取预测目标这一做法限制了可扩展误差的数量，而引入像素相对位置的策略已经被证明能提升可扩展误差的数量。通过额外考虑像素分块内最大/小三个像素的相对位置关系，误差对分布引来第一次优化。误差对分布的二次优化源于采用了基于逆序数的相对位置自适应定义方案。鉴于数据嵌入过程仅修改分块内最大/小的两个像素，可通过将最大/小的两个像素修改为第三大/小像素得到在数据嵌入前后保持一致的像素分块。在这一分块上应用各种候选定义模式并计算所得位置序列的逆序数，最后取得最大逆序数的模式胜出。该论文还设计了自适应预测误差对修改方法。前面工作主要围绕可扩展误差对而展开，并且一个重要基础前提是误差对中的两个预测误差都必须是可修改的。然而，基于配对误差之间的高相似度，不难推断一旦出现待平移误差，另一个配对误差很大概率也会是待平移误差。出于待平移误差对的考虑，已有的误差对映射衍生出更适用于非平滑像素分块的新误差对映射。相比已有的自适应嵌入方案，该方案不仅实现了预测误差的自适应修改，还实现了预测误差的自适应产生。这种fully-adaptive embedding的思想对进一步研究PEE技术具有一定意义。
该研究工作得到了澳门科学技术发展基金（编号：0012/2018/A1和0069/2018/A2）的大力支持。文章下载连结：https://ieeexplore.ieee.org/document/9042201。
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