[發明專利]一種基于圖像放大策略的二值圖像可逆信息隱藏方法

有效

• 申請號: 201810065450.7
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108335257B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 盧偉;張芳;劉紅梅
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06K9/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

1.一種基于圖像放大策略的二值圖像可逆信息隱藏方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.放大圖像，輸入原始圖像X，其大小為W×H，使用圖像放大策略將圖像放大，得到大小為2W×2H的參考圖RX；所述的S1步驟包括：

S11.選擇參考模式塊，選擇十字型的模式塊TC_i，j，表示為：

TC_i，j＝{I_c，I₀，I₁，I₂，I₃}

其中，I_c表示的是中心像素點，I₀到I₃表示的分別是I_c周圍上右下左四鄰域像素點；

S12.旋轉不變性具有相同的Vn和Vr值，按照具有旋轉不變性和相同的中心像素值進行分類，十字形模式塊共有5個像素，則共有32種十字形模式塊，將32種十字形模式塊分為12類別，根據可逆性、嵌入容量、視覺質量選擇其中的兩個模式塊A1和A2，其中，A1的Vn＝2，Vr＝2，I_c＝0；A2的Vn＝2，Vr＝2，I_c＝1；A1和A2嵌入容量大，放大后圖像視覺質量好，則有三種策略，分別以A1、A2和A1+A2為參考模式塊；Vn表示的是四鄰域中與中心像素點值相同的像素點的個數，Vr表示旋轉的特性；Vr_i，j、Vn_i，j分別表示以(i，j)為中心的十字形模式塊的Vr、Vn值，計算公式為：

其中表示I+1，表示異或操作，“·”表示邏輯與操作；

S13.放大圖像，為了將圖像放大為2H×2W，原圖中的每個像素點放大為2×2的塊；I_ck表示的是2×2塊從左上角順時針轉的四個像素點；為了確定塊中的像素值，針對每種策略，像素值的確定方法如下：

以A1為參考模式塊，掃描原圖中的每個像素點來放大原圖，如果以掃描的每個像素點為中心的十字形模式塊類型為參考模式塊A1，則I_ck由原圖中相鄰的兩個像素點I_k和I_(k+3)mod4決定，如果該模式塊類型不是所選的參考模式塊類型A1，則Ick由該點本身決定，計算公式為：

以A2為參考模式塊，如果以像素點為中心的十字形模式塊類型為參考模式塊A2，則I_ck由原圖中相鄰的兩個像素點I_k和I_(k+3)mod4決定，如果該模式塊類型不是所選的參考模式塊類型A2，則I_ck由該點本身決定，I_ck計算公式為：

以A1+A2為參考模式塊，I_ck由原圖中相鄰的兩個像素點I_k和I_(k+3)mod4決定，否則I_ck由該點本身決定，I_ck計算公式為：

S2.分塊，將參考圖RX分為非重疊的2×2的塊；

S3.選擇并置亂，選擇所有的非全黑或非全白塊組成一個塊序列S，使用一個隨機序列用做密鑰K去置亂塊序列S，得到一個新的序列S₁；

S4.嵌入秘密信息，對S₁中的每一塊使用一種塊內可翻轉像素的選擇策略，選擇嵌入的位置，通過翻轉可嵌入位置的像素點將秘密信息M的比特嵌入到塊中，嵌入完成后得到嵌入秘密信息的塊序列S₂；所述的S4步驟包括：

S41.以A1為參考模式塊，一個2×2塊中嵌入2比特，在得到由非全黑或非全白的2×2塊組成的塊序列后，為了保證可逆性和視覺質量，由值相同的I_k和I_(k+3)mod4計算得到的I_ck將不用作嵌入點，保證像素間的連續性，剩下的兩個點則用作嵌入點嵌入秘密信息；

S42.以A2為參考模式塊，同樣地，以單個模式塊A2作為參考模式塊時，在得到由非全黑或非全白的2×2塊組成的塊序列后，由值相同的I_k和I_(k+3)mod4計算得到的I_ck將不用作嵌入點，剩下的兩個點用作嵌入點嵌入秘密信息；

S43.以A1+A2為參考模式塊，將中心點像素保存在放大的塊中，每個塊序列中的每個2×2塊均只能嵌入1比特，由值相同的I_k和I_(k+3)mod4計算得到的I_ck將不用作嵌入點，保存中心像素的點也不用作嵌入點，將剩下的一個點用來嵌入秘密信息；

S5.反置亂，使用步驟S3中的密鑰K對快序列S₂進行反置亂，得到新的序列S₃；

S6.生成隱寫圖Y，掃描參考圖RX和塊序列S₃，用S₃中的塊去替換RX中的非全黑和非全白塊，得到最終的隱寫圖Y，大小為2W×2H。