[發明專利]一種半色調圖像隱寫方法

有效

• 申請號: 202010781221.2
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN112001832B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 盧偉;余木建
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 廣東南北知識產權代理事務所(普通合伙) 44918
• 代理人: 肖湘漓

1.一種半色調圖像隱寫方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取原圖并確定模式塊大小；

計算原圖各點所在模式塊的密度變化并得到密度變化矩陣；

統計圖庫中所有圖像不同密度的模式塊的紋理分布并得到不確定性變化矩陣；

提取原圖紋理分布直方圖信息，計算各點翻轉前后相鄰模式塊的平均紋理變化并得到紋理變化矩陣；

結合密度變化矩陣、不確定性矩陣和紋理變化矩陣，得到失真分數矩陣；

對原圖和失真分數矩陣進行亂序處理并結合秘密信息輸入編碼器得到加密圖像；

對加密圖像進行加擾處理并結合秘密信息長度輸入解碼器得到嵌入信息；

所述統計圖庫中所有圖像不同密度的模式塊的紋理分布并得到不確定性變化矩陣這一步驟，其具體包括：

根據模式塊內像素值矩陣和模式塊卷積核對模式塊進行編號，得到對應的模式塊編號值；

統計圖庫中所有圖像不同密度的模式塊的紋理分布并生成鍵值對數組；

遍歷圖庫中所有圖像并計算其中模式塊內像素值為0的點的個數，得到圖庫中所有圖像的模式塊的密度；

根據模式塊編號值對鍵值對數組進行修改；

計算不同鍵值的模式塊數量在鍵值集合的總模式塊數下的占比，并得到密度的紋理特征的不確定性；

計算圖像模式塊的翻轉前塊密度和翻轉后塊密度，并得到不確定性變化矩陣；

所述計算圖像模式塊的翻轉前塊密度和翻轉后塊密度，并得到不確定性變化矩陣這一步驟，其具體包括：

獲取圖像的所有模式塊；

以模式塊的中心點對模式塊進行翻轉并計算翻轉前塊密度和翻轉后塊密度；

根據翻轉前塊密度和翻轉后塊密度得到模式塊翻轉前后的不確定性變化；

得到圖像的不確定性變化矩陣；

所述結合密度變化矩陣、不確定性矩陣和紋理變化矩陣，得到失真分數矩陣這一步驟，其具體包括：

對不確定性變化矩陣作預處理，得到預處理后的不確定性變化矩陣；

對密度變化矩陣和預處理后的不確定性變化矩陣的分數值做加和均值處理，得到密度失真矩陣；

將紋理變化矩陣和密度失真矩陣做點乘運算處理，得到失真分數矩陣。

2.根據權利要求1所述一種半色調圖像隱寫方法，其特征在于，所述模式塊大小設為3*3。

3.根據權利要求2所述一種半色調圖像隱寫方法，其特征在于，所述計算原圖各點所在模式塊的密度變化并得到密度變化矩陣這一步驟，其具體包括：

初始化向量F_d；

遍歷原圖并計算模式塊內像素值為0的點的個數，得到原圖所有模式塊的密度；

根據模式塊的密度對向量F_d進行變更，得到原圖的密度占比向量；

計算模式塊中心點翻轉前和翻轉后的密度并得到中心點的密度變化分數；

根據模式塊中心點的密度變化分數對原圖圖像邊緣點分數值置為0，得到密度變化矩陣。

4.根據權利要求3所述一種半色調圖像隱寫方法，其特征在于，所述提取原圖紋理分布直方圖信息，計算各點翻轉前后相鄰模式塊的平均紋理變化并得到紋理變化矩陣這一步驟，其具體包括：

初始化向量F_t；

遍歷原圖獲取模式塊紋理值，并根據紋理值對向量F_t進行變更；

以預設點對原圖進行翻轉，計算翻轉預設點導致的紋理直方圖變化值；

計算預設點翻轉前后導致的紋理分布變化并進行歸一化操作，得到紋理變化矩陣。

5.根據權利要求4所述一種半色調圖像隱寫方法，其特征在于，所述對不確定性變化矩陣作預處理具體為對不確定性變化矩陣中未能作為中心點構成模式塊的邊緣部分元素置1。

6.根據權利要求5所述一種半色調圖像隱寫方法，其特征在于，所述對原圖和失真分數矩陣進行亂序處理并結合秘密信息輸入編碼器得到加密圖像這一步驟，其具體包括：

將原圖圖像像素值矩陣和對應的失真分數矩陣轉成一維向量序列，并通過相同的隨機種子對序列做亂序處理，得到亂序處理后的序列；

將亂序處理后的序列和長度為l_m的二值比特秘密信息序列輸入編碼器，得到加密圖像。

7.根據權利要求6所述一種半色調圖像隱寫方法，其特征在于，所述對加密圖像進行加擾處理并結合秘密信息長度輸入解碼器得到嵌入信息這一步驟，其具體包括：

將加密圖像轉為一維向量序列并通過與亂序處理相同的隨機種子對序列做加擾處理，得到加擾處理后的序列；

將加擾處理后的序列和秘密信息長度l_m輸入解碼器，得到嵌入信息。