[發明專利]圖像認證及篡改定位方法

無效

• 申請號: 201110409255.X
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN103164831A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 李立宗
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本專利所屬技術領域為計算機安全、信息隱藏、圖像處理、電子商務、電子政務等。

背景技術

為了敘述上的方便，以512×512像素大小的灰度圖像Lena.bmp為例，將基于直方圖的圖像可逆信息隱藏算法描述如下：

(1)分析原始圖像直方圖。讀入原始圖像1，并繪制該圖像的直方圖，如圖2所示。在該直方圖內最大值點對應的像素值為156，說明在原始圖像內該像素值的像素點個數最多；其左端值為0到28和其右端值為245到255的像素值均為零，說明在原始圖像中不存在這些像素值的像素點。

(2)直方圖處理。對圖像進行掃描，如果掃描到的像素點其值為[29155]，則將其值減去1。掃描完成后，在原圖內不再存在像素值為155的像素點。

(3)嵌入信息。再次對圖像進行掃描，如果掃描到的像素點其值為156，則可以在該點隱藏1位信息。隱藏規則為，如果待嵌入點為0，則該點保持不變；如果待嵌入點為1，則將該點值減1。至此，信息隱藏完成。

(4)提取信息。對隱藏了信息的圖像進行順序掃描，如果掃描到的像素點值為156，則提取一個信息位0，如果掃描到的像素點值為155，則提取一個信息位1，掃描過程完成即完成隱藏信息的提取。

(5)恢復原始圖像。再次掃描圖像，將在圖像內掃描到的像素點值在[28?155]之間的點加1，即完成圖像的復原。

發明內容

以可逆信息隱藏算法為基礎，在可逆信息隱藏算法的基礎上進行改進實現數字圖像的認證。能夠對數字圖像進行有效性認證，并實現篡改定位等。專利的重點在于將圖像進行了分塊，然后在每一塊內實現信息的嵌入這樣保證了對每一個細小的圖像塊都嵌入認證信息。當任何一個圖像塊發生改變后，都能在水印中體現出來，從而達到對圖像的細節認證。

附圖說明

圖1是讀入的一個示例圖像。

圖2是圖1的灰度直方圖。

圖3是每個峰值點能嵌入的隱藏信息位數En、所需左右兩側連續零值點個數總和Sn、所需左側連續零值點個數Ln、所需右側連續零值點個數Rn之間的關系。

具體實施方式

1認證信息嵌入過程容量說明

(1)讀取載體圖像，繪制出其直方圖，找出該直方圖的峰值點Max及其左側的連續零值點L_i，i∈[0，Max]，右側連續零值點R_i，j∈(Max，255)。

(2)為了提高信息的隱藏容量和嵌入信息后圖像的透明性，針對峰值點，在直方圖左右兩側選擇連續零值點進行匹配嵌入，每個峰值點能嵌入的隱藏信息位數En、所需左右兩側連續零值點個數總和Sn、所需左側連續零值點個數Ln、所需右側連續零值點個數Rn之間的關系如圖3所示。

在嵌入信息時，如果峰值點左右兩側的零值點個數均大于則將左側連續個零值點作為嵌入處理位，另一側需要處理的連續零值點個數為如果在峰值點兩側的某一側中連續零值點個數Zn(Zn≡Ln或Zn≡Rn)小于則將該側的連續零值點作為嵌入處理位，另一側需要匹配的連續零值點個數為Zn’(Zn’＝Sn-Zn)。

(3)隱藏信息時，順序掃描圖像，如果遇到峰值點Max，則從經過混沌置亂后的信息序列中選取En個比特位，如果選取的En個比特位均為0，則像素值保持不變；否則，計算選取序列的和Sb，根據峰值點兩側零值點個數情況，將Max與Sb進行算術運算完成信息嵌入。

比如，峰值點兩側的零值點個數均大于7，在掃描過程中遇到峰值點Max，則從要隱藏的序列中選取4個比特位，如果選取的4個比特位均為0，則像素值保持不變；否則，計算選取序列的和Sb，如果mod(Sb，2)＝0，則峰值點減去Sb/2，如果mod(Sb，2)＝1將峰值點加上

另一種情況下，如果峰值點某側(以左側為例)的零值點個數小于7，例如，Ln＝3，在掃描過程中遇到峰值點Max，則從要隱藏的序列中選取4個比特位，如果，選取的4個比特位均為0，則像素值保持不變；否則，計算選取序列的和Sb，如果Sb≤3則將峰值點減去Sb，如果Sb＞3，則將峰值點加上Sb。

按照上述步驟順序掃描圖像內所有像素點，即可完成嵌入。在實際操作中，可以先選取一個峰值點對應4位嵌入信息完成嵌入，嵌入完成后根據所得到的PSNR值和實際需要的嵌入容量對嵌入位數進行進一步的修正。

2圖像認證實現簡介

應用本方法嵌入的水印嵌入方式，水印信息的提取過程即為嵌入過程的逆過程。需要注意問題如下：