[發明專利]基于紋理合成在圖像中嵌入秘密信息的方法

有效

• 申請號: 201710370855.7
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107578362B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 錢振興;呂夢琪;黃楠楠;張新鵬
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種基于紋理合成在圖像中嵌入秘密信息的方法。本方法是通過設置不同尺寸來分割圖像，產生多個大小相同的圖像塊，記錄不同尺寸所對應的相同塊的數量。對合成紋理圖像首次嵌入秘密信息時，選擇相同塊數量最多時塊的尺寸大小，定為合成紋理圖像分塊大小。隱寫算法為在圖像塊邊界區域采用LSB隱寫嵌入秘密信息，相同的塊嵌入相同的信息。再將圖像塊的尺寸逐級遞減重新分割其余不同塊的區域，再次按照相同塊嵌入相同信息的方法來嵌入秘密信息，直至完成秘密信息的嵌入。本發明提出的方法可抵抗LSB隱寫分析，因此該發明能提高隱寫圖像的魯棒性；秘密信息的嵌入率可根據紋理圖像塊的嵌入深度進行調整，從而保證較高的嵌入率。

技術領域

本發明涉及一種基于紋理合成圖像的隱寫算法，它是利用信號處理和計算機技術分解數字圖像內容，以便在通過紋理合成的圖像中嵌入秘密信息，從而提出一種穩健的隱寫算法。

背景技術

隱寫術是信息隱藏技術的一種方法。以數字圖像、文本、音頻、視頻、3D模型等數字媒體作為掩護，把要發送的秘密消息嵌入到載體信號內部，用來隱藏秘密信息；以不引起外界注意的方式，通過公共信道特別是互聯網進行傳遞，從而不被竊聽者引起懷疑。典型的隱寫應用為兩方之間的隱蔽通信，其存在對于可能的攻擊者是未知的。

隨著數字圖像的普及和使用，已經出現了大量針對數字圖像的隱寫算法。大多數數字圖像的隱寫算法采用現有的平滑圖像作為載體圖像，將秘密信息嵌入到載體圖像的代價為隱寫圖像的圖像失真。隱寫圖像包含一些失真，不管其多微小，都將干擾圖像的自然特征，這正是隱寫分析檢測隱寫圖像中是否含有秘密信息的切入點。

紋理合成在計算機視覺和計算機圖形學中受到了很多的關注。其主要合成方法為通過示例紋理進行合成，使用基于像素或基于候選塊的算法對源紋理圖像進行重采樣，以產生具有類似局部外觀和任意大小新的合成紋理圖像?；谙袼氐乃惴ㄖ鹣袼氐睾铣蓤D像，并使用空間鄰域比較來選擇樣本紋理中最相似的像素作為輸出像素。

傳統的隱寫方法是通過重寫載體的最不重要位來隱藏秘密數據，嵌入容量與圖像允許的失真度相關。載體失真度越高，截收者使用隱寫分析工具分析出秘密信息的風險越高。

目前具有基于紋理合成過程提出的隱寫算法，但并未有針對紋理合成后的圖像作為載體進行隱寫。紋理合成的方法可參閱如下文獻：

K-C Wu and C-M Wang，Steganography using reversible texture synthesis，IEEE Trans.Imagr Process，24(1):130-139,2015。

發明內容

本發明的目的在于首次提出一種基于紋理合成圖像的隱寫算法，本隱寫算法能夠隱藏嵌入率可觀的秘密信息，并能夠抵抗傳統的LSB隱寫分析算法。

為達到以上目的，本發明的構想是：首先設置不同尺寸大小的塊，將紋理合成圖像劃分成大小相同的一定數量的塊，通過對紋理圖像按照光柵掃描順序進行塊檢索，可檢索出圖像中有許多完全相同的塊。若紋理圖像進行LSB隱寫，隱寫后檢索出圖像中相同塊的個數為0。針對這一特性可知，紋理圖像使用LSB隱寫算法易受到攻擊，并不能抵抗LSB隱寫分析。本發明提出一種可抵抗LSB隱寫分析的新型隱寫算法。記錄當設置不同尺寸大小塊時，圖像中完全相同塊的數量。塊的尺寸不同，圖像中相同塊的數量不同。使用相同塊數量最多時其塊的尺寸大小，來進行紋理圖像的隱寫。隱寫算法為在相同塊邊界區域嵌入相同的信息，再將圖像塊的尺寸逐級遞減重新劃分剩余不同塊的區域，重新嵌入秘密信息，直至完成秘密信息的嵌入。

根據上述發明構想，本發明采用下述技術方案：

一種基于紋理合成圖像中嵌入信息的方法，其特征在于該方法的具體步驟如下：

a.將已知的紋理合成圖像進行分割，分為若干個大小為T_r×T_c的圖像塊；