[發明專利]適用于批自適應隱寫的安全嵌入方法

有效

• 申請號: 201910073105.2
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109584139B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 張衛明;俞能海;于心智
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發明公開了一種適用于批自適應隱寫的安全嵌入方法，包括：利用度量圖像紋理復雜程度的算法來計算每張載體圖像的圖像殘差、圖像能量或者圖像波動，從而確定每張載體圖像的紋理復雜程度；根據載體圖像的紋理復雜程度，并結合編碼方法和相應的隱寫算法設置載體圖像的安全容量；從所有載體圖像中依次挑選紋理值最大的載體圖像滿嵌，直到消息嵌完為止，最終得到含有秘密消息的一批圖像。該方法使用更直接、更精細的度量圖像紋理復雜程度的方法，有利于提高隱寫圖像的性能。

技術領域

本發明涉及批隱寫和隱寫者檢測技術領域，尤其涉及一種適用于批自適應隱寫的安全嵌入方法。

背景技術

隱寫術是一門隱蔽通信的技術，其目的是將秘密信息嵌入到通用的載體(如圖像)中而不引起懷疑。設計隱寫算法非常具有挑戰性，這是因為目前缺少能夠準確刻畫載體的模型。近年來最主流的自適應隱寫算法都是基于最小化加性失真模型來設計實現的，由于網格編碼(STCs編碼)能夠使嵌入失真達到逼近界的性能，設計隱寫算法就轉換為如何設計能夠準確度量嵌入代價的失真函數。目前的隱寫分析技術都是通過提取載體的高維度統計模型特征來實現的，圖像紋理復雜的區域難以被模型化，因此在紋理復雜區域的修改造成的失真較平滑區域小。自適應隱寫算法會根據圖像的內容將消息自適應的嵌入到紋理復雜的區域。

當在現實場景中應用隱寫術時，發送者往往有多張圖像和一段較長的秘密信息，此時發送者所面臨的難題為如何將秘密信息分配到多張圖像中以使這些圖像最不容易被檢測到，這也是批隱寫所研究的主要內容。針對傳統的非自適應隱寫算法，Ker等人提出了五種嵌入策略，并且用實驗證明了當抵抗通用盲隱寫分析時，最大貪心策略和最大隨機策略比平均策略、線性策略和平方根策略更安全。前兩種策略是用盡可能少的圖像來嵌入秘密信息，而后三種策略則是用所有的圖像來嵌入秘密信息。盡管最大貪心策略具有最好的安全性能，但是它需要預先估計圖像的容量(承載消息的最大量)。

當將批隱寫應用于自適應隱寫算法時(即批自適應隱寫)，圖像的容量取決于編碼方法和具體的隱寫算法。例如，UERD和RBV在消息嵌入過程中可以修改所有類型的DCT系數，包括直流系數、零交流系數和非零交流系數，而UED只能修改非零的交流系數，因此當用UED進行隱寫時圖像的容量相對較??；由于空域圖像隱寫時修改的是像素值且所有像素均可以被修改，因此當用相同的編碼方法進行隱寫時，分辨率相同的圖像具有相同的容量。自適應隱寫算法的本質是將消息嵌入過程中造成的修改盡可能多的聚集在圖像紋理復雜區域，當嵌入相同的消息時，紋理復雜程度高的圖像具有較高的安全性。如上所述，最大貪心策略原有的定義不再適用于批自適應隱寫，即在進行批自適應隱寫時，應該依次挑選紋理復雜程度最高而不是容量最大的圖像來滿嵌(即嵌入的消息長度等于圖像的容量)。因此，批自適應隱寫面臨的最大難題是如何精確的度量圖像的紋理復雜程度。Zhao等人基于失真和相對嵌入率間的關系提出了一種度量空域圖像紋理復雜程度的方法，隨后他們又利用直方圖均衡對上一種方法進行了改進，且該方法可應用于空域和JPEG域。但是，以上兩種方法都是間接的度量圖像的紋理復雜程度，并且都不夠精細，從而影響算法的安全性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于批自適應隱寫的安全嵌入方法，具有較高的安全性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種適用于批自適應隱寫的安全嵌入方法，包括：

利用度量圖像紋理復雜程度的算法來計算每張載體圖像的圖像殘差、圖像能量或者圖像波動，從而確定每張載體圖像的紋理復雜程度；

根據載體圖像的紋理復雜程度，并結合編碼方法和相應的隱寫算法設置載體圖像的安全容量；

從所有載體圖像中依次挑選紋理復雜程度最大的載體圖像滿嵌，直到消息嵌完為止，最終得到含有秘密消息的一批圖像。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，使用更直接、更精細的度量圖像紋理復雜程度的方法，有利于提高隱寫圖像的性能。

附圖說明