[發(fā)明專利]基于像素置換的自適應可逆信息隱藏方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711012990.0
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107818266B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 王繼林;馮小青;孫嘯
• 申請（專利權）人: 浙江財經大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06T1/00;G06T9/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.基于像素置換的自適應可逆信息隱藏方法,其特征在于包括如下步驟：

步驟(1)可嵌像素對EPP搜索；

步驟1.1.首先將矩形數(shù)陣分割成若干個不重疊2×3像素塊，設載體圖像像素尺寸為M×N，其像素塊個數(shù)n計算公式如下：

若由于載體圖像尺寸問題，小部分像素不能按此構成2×3像素塊則不對該部分像素進行任何后續(xù)處理；

在空間域上,灰度載體圖像可被看作是由像素灰度值按一定順序排列組成的矩形數(shù)陣,可嵌像素對是該方法提出的密位嵌入單元；

步驟1.2.將發(fā)送者與接收者事先分享好的密鑰的每一位按順序分配給每個像素塊，密鑰為偽隨機二進制序列，且密鑰長度與被嵌入像素塊數(shù)一致；

若像素塊被分配到的密鑰位為1，則將該像素塊分割為兩個類型1像素對；若像素塊被分配到的密鑰位為0，則將該像素塊分割為兩個類型0像素對；

經過步驟1.1和1.2載體圖像中的所有像素對已被密鑰唯一確定并得到；

步驟1.3.考慮到像素置換在之后過程中的有效性以及信息隱藏的不可見性,需要從所有像素對中篩選出全部EPP用于之后的密位嵌入過程，具體可嵌條件如下：

條件(1)：經過某一密鑰唯一確定了載體圖像分割結果后，對于確定類型的像素對，其對應類型的EPP的兩個端點像素值必須不相等，其中不同類型像素對的端點像素位置不同；

條件(2)：EPP內三個像素值中最大值與最小值的差必須小于閾值T；

具體公式體現(xiàn)如下：

|a_ep1-a_ep2|＞0， (2)

max{a_ep1,a_ep2,a_tp}-min{a_ep1,a_ep2,a_tp}＜T， (3)

其中，a_ep1、a_ep2為該像素對的兩個端點像素；a_tp為該像素對的拐點像素；T為閾值；

步驟(2)密位嵌入；

步驟2.1.EPP自適應預編碼及壓縮:

首先，標記四種EPP，分別稱為1L-EPP、1R-EPP、0L-EPP與0R-EPP；

然后，分別統(tǒng)計該四種類型EPP在端點處的總體灰度趨勢，并據(jù)總體灰度趨勢對其進行自適應預編碼；

步驟2.2.必要信息的整合與嵌入：

把嵌入的必要信息按功能分為三部分:定位圖p₁，用于載體還原的p'₀以及秘密信息p₂；其中，定位圖p₁是一個固定長度為16位的二進制序列，它的前4位由預編碼過程確定,其剩余位用來確定秘密信息在被嵌入信息中的位置；

步驟(3)密位提取與載體復原；

密位提取與載體復原是密位嵌入的逆過程,具體算法步驟如下：

輸入：密鑰k,隱寫圖像I₁；

輸出：秘密信息p₂,載體圖像I₀；

步驟3.1.讀入I₁，根據(jù)事先分享的密鑰k在空間域對隱寫圖像進行分割，并利用條件(1)和條件(2)篩選出所有EPP；

步驟3.2.選擇前4個EPP，利用表2，根據(jù)該4個EPP的類型倒推得出p₁的前4位；

表2前4位被嵌入信息嵌入方式說明

步驟3.3.提取被嵌入信息的第5至16位，即p₁后12位，將該12位二進制數(shù)轉換為十進制數(shù)，得到秘密信息p₂的長度；

步驟3.4.根據(jù)秘密信息長度從被嵌入信息中提取秘密信息p₂；

步驟3.5.提取被嵌入信息的中間p′₀部分，利用表1將p′₀解壓為p₀；

表1碼字替代表

步驟3.6.根據(jù)p₁的前4位與前4個EPP，進行一次像素置換，從而將前4個EPP還原回信息嵌入之前；

步驟3.7.將除去前4位的p₀與除去前4位的被嵌入信息按順序逐位對比；

(1)若兩位相同，不對該位對應的EPP做任何改變；

(2)若兩位不同，則置換對應EPP中的端點像素；至此，I₁被完全還原為初始載體圖像I₀。