[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201810065450.7
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108335257B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧偉;張芳;劉紅梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 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(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

本發(fā)明涉及數(shù)字取證、信息安全的領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于圖像放大策略的二值圖像可逆信息隱藏方法，該方法夠?qū)崿F(xiàn)在信息提取后無損地恢復(fù)原始圖像。利用十字形模式塊來放大原圖以達(dá)到可逆信息隱藏的目的，通過對32種十字形模式塊進(jìn)行分析并分類，并選擇合適的模式塊作為參考模式塊，以得到視覺質(zhì)量較好的參考圖；在確定參考模式塊后，分析原圖中以每個像素點為中心的十字形模式塊類型，采用設(shè)計的放大策略，將每個像素點放大成為一個2×2的塊，得到參考圖；最后采用一種塊內(nèi)可翻轉(zhuǎn)像素的選擇策略，翻轉(zhuǎn)像素點，進(jìn)行信息的嵌入。發(fā)明可用于信息安全特別是二值圖像秘密信息傳輸方面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于數(shù)字取證、信息安全的領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于圖像放大策略的二值圖像可逆信息隱藏方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、通信和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息傳播途徑變得越來越廣泛，而信息保密變得非常重要，收發(fā)雙方希望能夠秘密地進(jìn)行信息交流。出于對信息保密即安全性的考慮，人們提出了各種各樣的信息隱藏技術(shù)來傳輸信息，這些技術(shù)大部分是以多媒體載體，如音頻、視頻、圖像等作為載體，然后在載體上嵌入秘密信息，在公共信道上傳播。圖像相比音頻、視頻等，使用頻率更高，傳播速度更快，因此常被用作信息隱藏的載體。而相較于彩色圖像和灰度圖像，二值圖像的結(jié)構(gòu)更簡單、所占空間更小、傳播速率更快，被廣泛應(yīng)用于傳真通信、數(shù)字簽名等應(yīng)用中。因此，研究以二值圖像為載體的信息隱藏技術(shù)是一個非常重要的工作。

圖像信息隱藏是將秘密信息嵌入到圖像載體中，然后生成一張隱寫圖像，用于公共信道傳輸。與灰度圖像和彩色圖像不同，二值圖像是只有“0”和“1”兩個值的圖像，在二值圖像中進(jìn)行信息隱藏需要通過翻轉(zhuǎn)像素點實現(xiàn)，目前二值圖像信息隱藏方法根據(jù)對可翻轉(zhuǎn)像素點的選擇方法，具體可以分為兩大類：一類是基于翻轉(zhuǎn)像素點擾動度量的二值圖像信息隱藏方法，例如基于擾動失真度量的嵌入位置選擇方法，這類方法通過評估每個像素點翻轉(zhuǎn)帶來的視覺失真影響，得到每個像素點的翻轉(zhuǎn)分?jǐn)?shù)，根據(jù)分?jǐn)?shù)高低來嵌入信息，還有基于圖像邊緣像素點的嵌入位置選擇方法，這類方法通過跟蹤圖像邊緣位置或者像素塊的連通性來得到邊緣像素點，然后進(jìn)行信息嵌入。另一類是基于可翻轉(zhuǎn)像素點定位的二值圖像信息隱藏方法，例如基于自適應(yīng)的邊緣網(wǎng)格的方法來跟蹤圖像中的所有邊緣位置，盡可能多地找到圖像中所有的邊緣點，特別是位于“l(fā)-shape”模式的中心像素點。

可逆信息隱藏技術(shù)是指在提取信息后能夠無損地恢復(fù)原圖。上述的方法通常都是不可逆的，現(xiàn)有的可逆方法主要是基于游程的可逆信息隱藏方法，該類方法是通過找到一對直方圖對來進(jìn)行數(shù)據(jù)嵌入，方法簡單容易實現(xiàn)，但是嵌入容量不高，還有基于模式替換的方法，來提高嵌入容量，但是需要記錄的輔助信息較多，需要記錄邊界圖像中所有PF模式的位置坐標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于圖像放大策略的二值圖像可逆信息隱藏方法，該方法不需要記錄額外的輔助信息，只需要雙方約定一個秘鑰，方法簡單。

為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種基于圖像放大策略的二值圖像可逆信息隱藏方法，其中，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；該大小已經(jīng)足夠滿足算法的要求，在本發(fā)明中，原圖也被放大為2W×2H，得到參考圖RX。如果要放大得更大，一方面可能會影響在信道上傳輸?shù)男剩硪环矫嫘枰硗庠O(shè)計新的算法提高嵌入容量；

S2.分塊，根據(jù)放大策略和基于塊嵌入的策略，同時為了保證嵌入率，將參考圖RX分為非重疊的2×2的塊；

S3.選擇并置亂，全黑或全白塊(塊內(nèi)像素值全為0或1)中翻轉(zhuǎn)像素值對視覺質(zhì)量會有明顯的影響，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(jī)序列用做密鑰K去置亂塊序列S，得到一個新的序列S₁；