本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种基于均方误差评估的参考矩阵模型的图像隐写方法。本发明的方法包括以下步骤：步骤1、根据每像素的藏量确定参考矩阵的维数以及藏入比特数；步骤2、根据所述维数设计所述参考矩阵；步骤3、使用均方误差评估法求得所述参考矩阵的最优参数；步骤4、根据水印信息使用最小嵌入误差搜索法从所述参考矩阵中找出灰度替换值对载体图像的像素灰度值进行替换。本申请的方法针对不同藏量的水印数据提出了通用的参考矩阵设计方法，大大降低了矩阵MSE的计算复杂度，计算时间大幅缩短，同时在相同藏量情况下，图像品质PSNR较现有方法有明显的改进。