[發明專利]基于相鄰像素預測模型的可逆信息隱藏方法

有效

• 申請號: 201910386918.7
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110162986B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 張顯全;李亞翔;俞春強;唐振軍;熊波
• 申請（專利權）人: 廣西賽聯信息科技股份有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

本發明公開了一種基于相鄰像素預測模型的可逆信息隱藏方法，包括如下步驟：（1）建立相鄰像素預測模型，計算目標像素預測值；（2）應用相鄰像素確定預測模型參數；（3）應用相鄰像素預測模型實現秘密信息的嵌入與提取。本發明方法，通過自適應學習目標像素局部相鄰像素相關性來構建預測模型來預測目標像素。相對于其他預測算法，本發明方法能更好的適應周圍像素的變化，同時使用了較少的鄰域像素建立模型。進一步提高了預測的精確度，該預測模型作用于可逆信息隱藏應用能進一步提高秘密信息的嵌入容量和圖像的保真度。

技術領域

本發明涉及信息安全技術領域，具體是一種基于相鄰像素預測模型的可逆信息隱藏方法。

技術背景

信息隱藏技術是將秘密信息以某種不可察覺的方式嵌入到數字圖像中，達到隱秘傳輸的目的，提高秘密信息安全性。信息的嵌入或多或少會修改原始圖像，但在某些領域如醫學、軍事、法律等，原始圖像是不允許有失真的，因此信息必須以可逆的方式隱藏在圖像中。由此產出了可逆信息隱藏技術，可逆信息隱藏技術不僅能正確提取秘密信息還能無損恢復原始圖像。

可逆信息隱藏方法主要分為三類：無損壓縮、差值擴展、直方圖平移。無損壓縮通過無損壓縮原始圖像冗余信息來騰出隱藏空間，提取秘密信息后對壓縮信息解壓恢復出原始圖像。差值擴展基于擴展相鄰像素差值來獲取空間進行秘密信息的嵌入。直方圖平移方法中，統計載體圖像像素或差值直方圖，找出直方圖中峰值點和最小值點，在峰值點對應元素中隱藏信息，修改圖像中最小值點與峰值點之間的元素，使他們的值不等于隱藏信息后的值；恢復時先根據記錄的峰值提取秘密信息，再改變值介于峰值和最小值之間的元素，實現載體圖像的恢復。上述方法中，直方圖平移方法取得較大的隱藏容量和較好的載密圖像質量。其中預測差值直方圖的效果尤為明顯。通過自然圖像的局部相關性使用目標像素的周圍像素對其進行預測得到預測值，并將實際像素值與預測值做差得到預測差值，統計預測差值分布情況得到預測誤差直方圖，預測差值由于預測方法的準確性，該預測差值大量分布在0點附近。現有的預測方法大多是固定權重的預測方法，并不能很好的適應圖像局部像素的變化規則。本預測模型通過自適應的學習目標像素周圍像素線性相關性確定權重，大大提高預測算法的精確度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于相鄰像素預測模型的可逆信息隱藏方法，通過使用目標像素的鄰域像素進行預測，確定鄰域像素權重和殘差項，計算目標像素預測值，大大提高目標像素的預測精度，最后通過平移預測差值直方圖實現可逆信息隱藏。

實現本發明目的的技術方案是：

一種基于相鄰像素預測模型的可逆信息隱藏方法，包括如下步驟：

(1)建立相鄰像素預測模型，計算目標像素預測值

使用像素鄰域像素點建立預測模型，設目標像素為x₁，其預測值為對應的鄰域為由于相鄰像素之間距離近，相關性高，應用相鄰像素進行預測誤差小；應用x₁的相鄰像素為{x₂,x₄,x₅}對其進行預測，令：

只須確定權重β₀，β₁，β₂，_β3就能到得x₁的預測值

(2)應用相鄰像素確定預測模型參數