[發明專利]一種基于碼分復用的免定位圖可逆信息隱藏方法

在審

• 申請號: 201710298745.4
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107133905A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 馬賓;李琦;王曉雨;孫燁城
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明屬于信息隱藏領域，具體涉及一種基于碼分復用的免定位圖可逆信息隱藏方法。

背景技術

采用信息隱藏技術實現秘密信息的傳遞是現代隱蔽通信技術的重點研究方向之一。在軍事衛星圖像、醫療圖像、遙感圖像、電子發票、法律證據照片等應用領域中，原始圖像的微小改變都可能產生巨大的負面效應，因信息隱藏造成原始圖像的任何永久性失真都是不被允許的。在原始圖像沒有明顯質量下降的情況下嵌入秘密信息，并且當秘密信息提取后，原始圖像能夠無損復原就顯得十分必要。可逆信息隱藏技術是指發送方利用載體圖像的信息冗余嵌入秘密信息，圖像的接收方通過特定的提取算法不僅能夠正確提取隱藏的信息，而且能夠無損的恢復原始圖像。因而，采用可逆信息隱藏技術實現可逆信息隱藏并對敏感圖像進行保護具有重要的應用價值和迫切需求。在保持載體圖像具有較高的視覺質量的前提下盡可能提升信息嵌入的容量，是可逆信息隱藏技術研究的主要問題。

在基于碼分復用技術的可逆信息嵌入過程中，有些載體向量無法可逆的嵌入信息，因此對于這些無法可逆嵌入信息的載體向量就不能實現嵌入信息的正確提取以及恢復原始圖像。因而，需要對不滿足信息嵌入條件的載體向量進行標注并形成定位圖，在進行信息提取時，根據定位圖確定信息隱藏的位置。定位圖作為附加信息需要和秘密數據一起嵌入到載體圖像中，定位圖的存在很大程度上降低了載體圖像的實際信息隱藏能力，而且，每次信息嵌入前，需要首先預估定位圖的大小才能確定一次嵌入信息內容的多少，也影響了信息嵌入的效率；在信息提取過程中也需要先提取定位圖，確定信息隱藏的位置，才能實現嵌入信息的正確讀取和原始圖像的無損恢復。基于定位圖標注的可逆信息隱藏算法不但增加了信息隱藏的運算開銷，同時也難以實現嵌入信息的實時提取。如果能通過判別算法，在信息提取時即使不通過定位圖也能確定秘密信息隱藏的位置，將會在很大程度上提升載體圖像的實際信息嵌入能力(有效載荷)，因而，研究一種免定位圖的可逆信息隱藏算法具有迫切的應用需求和實際意義。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提出了一種基于碼分復用的免定位圖可逆信息隱藏方法，通過在不滿足嵌入條件的載體向量中嵌入隨機數據，使得信息接收方能夠通過計算載密向量與嵌入向量的內積，來檢驗目標向量是否嵌入了有效的秘密信息。

本發明采用下面的技術方案：

一種基于碼分復用的免定位圖可逆信息隱藏方法，包括：

在信息發送方：按設定順序選擇原始圖像中的像素構成多個載體向量，所述載體向量包括可逆嵌入載體向量和非可逆嵌入載體向量；采用嵌入向量搭載嵌入信息輸入至可逆嵌入載體向量中，采用嵌入向量搭載隨機數據輸入至非可逆嵌入載體向量中，生成載密向量和載密圖像；所述嵌入向量為采用基于碼分復用原理生成的相互正交的一組0均值向量；

在信息接收方：獲取載密向量和載密圖像，采用所述嵌入向量解析所述載密向量，提取所述嵌入信息，丟棄所述隨機數據，恢復載體向量和原始圖像。

進一步的，所述載體向量與嵌入向量的長度相同。

進一步的，所述嵌入向量為相互正交的一組0均值向量。

所述嵌入向量為：s_σ∈{-1,1}，

進一步的，對所述嵌入信息依次進行二進制轉化和二進制編碼。

進一步的，所述二進行編碼過程為：當二進制數為1是，用數字1代替，當二進制數為0時，用數字-1代替。

所述嵌入信息為：

其中，ω代表原始的二進制數，b是轉換后的數據

進一步的，所述生成載密向量和載密圖像的方法為：將嵌入信息與嵌入向量以設定的嵌入強度系數輸入至可逆嵌入載體向量中，得到可逆載密向量；將隨機數據與嵌入向量以同樣的嵌入強系數度輸入至非可逆嵌入載體向量中，得到非可逆載密向量；將所述可逆載密向量與非可逆載密向量按照所述設定順序重新排列，構成載密圖像。

在信息嵌入時，嵌入信息按照下式所示的方式嵌入到圖像中:

其中，α為嵌入強度系數，b為嵌入信息，是嵌入數據以后的載密向量，按照一定的順序選擇原始圖像中的像素構成載體向量V_j＝[p₁,p₂,……,p_l](j∈{1,2,...,N×N/l})，k表示k個bit的數據。