[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)字隱寫(xiě)用的無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣集合生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910233053.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111754377B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王讓定;張雪垣;嚴(yán)迪群;林昱臻
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T1/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T1/00
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi);孫盼峰

本發(fā)明涉及一種數(shù)字隱寫(xiě)用的無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣集合生成方法，采用該無(wú)失真子校驗(yàn)集合生成方法所生成的2×2規(guī)格的無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣具有最少的元素，其占用成本低的傳輸空間；2×2規(guī)格的無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣內(nèi)部有且僅有四個(gè)元素，所對(duì)應(yīng)的變化空間小，便于枚舉得到適合任一個(gè)原始載體信息的2×2規(guī)格的最佳無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣；由于將2×2小規(guī)格的無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣運(yùn)用到秘密信息的嵌入過(guò)程，確保了將秘密信息嵌入到載體信息內(nèi)的嵌入速度；在得到無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣的過(guò)程中，設(shè)置了除數(shù)值“0”、“1”以外的三種變量“X”、“Y”和“Z”，以保證針對(duì)各種嵌入情形列表所對(duì)應(yīng)生成無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣的唯一性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字隱寫(xiě)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字隱寫(xiě)用的無(wú)失真子校驗(yàn)矩陣集合生成方法。

背景技術(shù)

數(shù)字隱寫(xiě)技術(shù)作為信息隱藏領(lǐng)域的主要分支，其主要功能是通過(guò)某種設(shè)定的方式將秘密信息(或稱(chēng)密信)嵌入到諸如圖像、視頻或音頻等數(shù)字媒體(或稱(chēng)原始載體)中，使得嵌入秘密信息后的數(shù)字媒體(此時(shí)稱(chēng)之為嵌密后載體)在利用公共信道傳輸時(shí)，嵌載體中的密信不被發(fā)現(xiàn)，以提高密信的安全性。

作為本領(lǐng)域熟知的最為安全的隱寫(xiě)方案，內(nèi)容自適應(yīng)方案更傾向于將秘密信息嵌入到具有復(fù)雜內(nèi)容的區(qū)域中。在圖像領(lǐng)域，Jessica?Fridrich根據(jù)卷積編碼和維特比算法提出了一種的STC信息隱藏算法。J.Fridrich假定各個(gè)原始載體元素之間的失真是加性的，并隨后通過(guò)設(shè)計(jì)啟發(fā)性的失真代價(jià)函數(shù)去衡量該STC信息隱藏算法的失真程度，最后通過(guò)子校驗(yàn)矩陣實(shí)現(xiàn)在原始載體子塊上對(duì)密信的連續(xù)嵌入。具體地，這種傳統(tǒng)STC信息隱藏算法的嵌入過(guò)程公式如下：

Emb(x,m)＝arg_p(y)∈C(m)minD(x,y)；???式(1)

其中，Emb(·)表示密信嵌入函數(shù)，x表示原始載體向量，y表示隱寫(xiě)后載體向量，m表示秘密信息向量，D(x,y)表示密信m嵌入前后載體的漢明距離，即D(x,y)表征了原始載體嵌入密信后的失真(或稱(chēng)變化)元素個(gè)數(shù)；式(1)表示在傳統(tǒng)STC信息隱藏框架下，隱寫(xiě)模型的目標(biāo)函數(shù)意義為嵌入前后載體的失真最小。在該隱寫(xiě)模型中，前后載體(原始載體與隱寫(xiě)后載體)失真量的衡量方式如式(2)所示(亦為失真代價(jià)的普適公式)：

其中，ρ_i表示當(dāng)前元素的失真權(quán)重、n表示載體長(zhǎng)度、i表示當(dāng)前載體位置；

在傳統(tǒng)的STC信息隱藏框架下，可以將失真元素個(gè)數(shù)近似用式(2)代替；假設(shè)子校驗(yàn)矩陣為子校驗(yàn)矩陣的大小標(biāo)記為h表示子校驗(yàn)矩陣的行數(shù)，w表示子校驗(yàn)矩陣的列數(shù))，length(x)表示用于密信隱藏的載體長(zhǎng)度(實(shí)質(zhì)為原始載體的程度)。與式(1)相對(duì)應(yīng)，針對(duì)密信的提取過(guò)程公式如式(4)所示：

其中Ext(·)表示密信提取函數(shù)，x表示原始載體向量、y表示隱寫(xiě)后載體向量、m表示秘密信息向量、H表示校驗(yàn)矩陣。式(4)表示了密信的提取方式，是通過(guò)校驗(yàn)矩陣與隱寫(xiě)后載體相乘得到(校驗(yàn)矩陣不同于子校驗(yàn)矩陣，其長(zhǎng)度是子校驗(yàn)矩陣的倍數(shù)，一般倍數(shù)與密信長(zhǎng)度相當(dāng))。

隨著STC編碼設(shè)計(jì)框架的提出，各種新的編碼方法相繼也被提出。例如，PreethaT.R等人在Jessica?Fridrich的STC編碼設(shè)計(jì)框架基礎(chǔ)上，提出了一種基于多規(guī)格子校驗(yàn)矩陣融合的新STC隱寫(xiě)嵌入算法。該新STC隱寫(xiě)嵌入算法通過(guò)將n×n規(guī)格的子校驗(yàn)矩陣與m×m規(guī)格的子校驗(yàn)矩陣結(jié)合生成新的(n+m-1)×(n+m)規(guī)格的子校驗(yàn)矩陣，以實(shí)現(xiàn)將密信嵌入到原始載體中。在相同的原始載體下，相比于傳統(tǒng)的STC方法，該新STC隱寫(xiě)嵌入算法可以多嵌入將近一倍的密信到原始載體中。