[發(fā)明專利]一種基于二維直方圖平移的信息隱藏嵌入及提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010225600.3
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111432217B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉云霞;趙紅國;王永浩
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州師范學(xué)院
• 主分類號: H04N19/467
• 分類號: H04N19/467;H04N19/176
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

本發(fā)明提供了一種基于二維直方圖平移的信息隱藏嵌入及提取方法。該信息隱藏嵌入方法包括：從嵌入載體中選取待嵌入秘密信息的4×4系數(shù)嵌入塊；從所述嵌入塊的系數(shù)中隨機選擇兩個系數(shù)Y1、Y2組成嵌入系數(shù)對{Y₁,Y₂}，依據(jù)嵌入系數(shù)對{Y₁,Y₂}的值將系數(shù)對劃分為19個互不交叉的集合，分別定義19個集合中每一種集合對應(yīng)的二維直方圖平移算法，根據(jù)待嵌入的秘密信息和當(dāng)前嵌入系數(shù)對{Y₁,Y₂}所屬集合對應(yīng)的直方圖平移算法將秘密信息嵌入到4×4系數(shù)嵌入塊中。采用與信息隱藏嵌入相逆的操作進(jìn)行信息提取。本發(fā)明提供的二維直方圖平移方法具有嵌入容量大，嵌入誤差小，嵌入效率高，尤其適用于高分辨率視頻等優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于二維直方圖平移的信息隱藏嵌入及提取方法。

背景技術(shù)

在二維直方圖平移算法是視頻信息隱藏領(lǐng)域中一種極為高效的方法，其主要利用QDCT系數(shù)、運動矢量等廣泛分布的視頻信息作為載體完成秘密信息的嵌入與提取。更進(jìn)一步地，二維直方圖平移算法主要利用QDCT系數(shù)或運動矢量的峰值點嵌入數(shù)據(jù)，通過對峰值點數(shù)值的加1或減1操作來完成數(shù)據(jù)的嵌入，因而處于峰值點的系數(shù)或運動矢量數(shù)目很大程度上決定了二維直方圖平移的嵌入容量性能。由于視頻擁有更多的冗余空間、QDCT系數(shù)或運動矢量直方圖分布更加尖銳，因此二維直方圖平移算法以視頻為載體相較于圖像而言具有好的嵌入性能，并且已成為視頻信息隱藏研究的一個熱點。

在傳統(tǒng)的直方圖平移算法中，基于QDCT系數(shù)的直方圖平移算法是一種卓有成效的信息隱藏方法。依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)所做的統(tǒng)計，值為“0”的QDCT系數(shù)占據(jù)了所有QDCT系數(shù)的82.87％到99.39％，由此可見，QDCT系數(shù)分布非常尖銳，因而作為直方圖平移會具有極佳的嵌入性能。現(xiàn)有技術(shù)提出的信息隱藏算法中，典型地利用了一維直方圖平移實現(xiàn)秘密信息的嵌入。通過峰值點0和-1來完成秘密信息的嵌入，其他非峰值點絕對值加1來實現(xiàn)向左和向右的平移。該算法實現(xiàn)簡單高效，但是由于嵌入一位秘密信息，需要修改一位QDCT系數(shù)，嵌入效率不高，存在嵌入容量不佳的挑戰(zhàn)。二維直方圖平移是兩個一維直方圖的組合使用，另一現(xiàn)有技術(shù)提出了一種較為新穎的二維直方圖平移算法，通過在4×4 小塊中隨機選取兩個高頻系數(shù)組成系數(shù)對，依據(jù)已有的系數(shù)對所屬的集合，相應(yīng)修改當(dāng)前系數(shù)對來完成秘密信息的嵌入。該算法嵌入誤差較小，嵌入效率高，然而其算法只針對于以H.264/AVC為編碼方式的3D視頻應(yīng)用，無法直接適用于網(wǎng)絡(luò)上占據(jù)主流的普通2D視頻文件。除此之外，基于運動矢量的二維直方圖平移算法也深受關(guān)注。另一現(xiàn)有技術(shù)中提出了利用運動矢量的水平和垂直分量作為候選嵌入位置，依據(jù)運動矢量兩個分量所屬的二維直方圖集合，完成秘密信息的嵌入和提取操作。該方法嵌入容量極大，但因嵌入秘密信息所引起的嵌入誤差即視覺失真也較大，因而對于高清視頻、醫(yī)療圖像等視覺質(zhì)量要求較高的應(yīng)用場景下并不適用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的至少一個缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于二維直方圖平移的信息隱藏嵌入及提取方法，具有嵌入容量大，嵌入誤差小，嵌入效率更高，尤其適用于高分辨率視頻等優(yōu)勢。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種基于二維直方圖平移的信息隱藏嵌入方法，包括步驟：

從嵌入載體中選取進(jìn)行信息嵌入的嵌入塊；

從所述嵌入塊的系數(shù)中隨機選擇兩個系數(shù)Y1、Y2組成嵌入系數(shù)對{Y₁,Y₂}，所述嵌入系數(shù)對{Y₁,Y₂}屬于19個互不交叉的集合中的一個集合，預(yù)先定義所述 19個互不交叉的集合中每個集合對應(yīng)的直方圖平移算法，接收待嵌入的秘密信息，采用所述嵌入系數(shù)對{Y₁,Y₂}所屬的集合對應(yīng)的直方圖平移算法將所述秘密信息嵌入到所述嵌入塊中；