[發(fā)明專利]基于像素差值編碼的密文域圖像的可逆數(shù)據(jù)隱藏方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010868474.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN111970507B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志立;周旭;吳福虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N19/122
• 分類號(hào): H04N19/122;H04N19/176;H04N19/467;H04N19/69;H04L9/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發(fā)明公開了一種基于像素差值編碼的密文域圖像的可逆數(shù)據(jù)隱藏方法，其步驟包括：1、計(jì)算像素差值；2、圖像加密；3、圖像的密文域可逆數(shù)據(jù)隱藏；4、數(shù)據(jù)提取與圖像恢復(fù)。本發(fā)明通過提出的圖像編碼方式提高對(duì)圖像潛在冗余信息的利用率，從而能在保證圖像安全性的同時(shí)獲得較高的嵌入容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像隱寫技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于像素差值編碼的密文域圖像的可逆數(shù)據(jù)隱藏方法。

背景技術(shù)

數(shù)字隱寫術(shù)的基本原理是利用圖像、視頻、音頻、文本等數(shù)字載體中存在的人類感知系統(tǒng)不敏感的冗余信息，將待傳遞的秘密信息隱藏到該冗余信息中，嵌入信息后的載密載體表面上在視覺方面和普通載體一樣，使得潛在的攻擊者很難覺察到秘密信息的存在，從而保證了秘密信息的安全傳輸。

然而，傳統(tǒng)的信息隱藏技術(shù)存在一定缺陷，隱蔽信息提取后，載體圖像不能完全復(fù)原，會(huì)給載體圖像帶來失真，在一些領(lǐng)域中，例如軍事，醫(yī)療和銀行，一點(diǎn)細(xì)微的錯(cuò)誤也是無法容忍的。為了在提取秘密數(shù)據(jù)后，能將載體圖像無損地恢復(fù)成原樣，可逆數(shù)據(jù)隱藏逐漸成為了一種重要的信息隱藏技術(shù)。

基于對(duì)原始圖像的加密與否，可逆數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)又分為原始域的可逆數(shù)據(jù)隱藏和密文域的可逆數(shù)據(jù)隱藏。文獻(xiàn)[Separable Reversible Data Hiding in EncryptedImage，2012]，首次提出了通過修改加密圖像的最低有效位的可逆數(shù)據(jù)隱藏方法，取得了不錯(cuò)的效果。但是近年來提出的許多密文域圖像可逆數(shù)據(jù)隱藏方法對(duì)圖像的利用率都比較低，一些方法對(duì)圖像劃分位平面進(jìn)行數(shù)據(jù)隱藏，然而很多方法由于提出編碼方案的局限性，導(dǎo)致了圖像的低位平面無法用于數(shù)據(jù)嵌入，直接造成了嵌入容量低的事實(shí)，這些問題表明密文域的可逆數(shù)據(jù)隱藏對(duì)圖像潛在的冗余信息實(shí)現(xiàn)高利用率存在很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出一種基于像素差值編碼的密文域圖像的可逆數(shù)據(jù)隱藏方法，以期能通過新的圖像編碼方式提高對(duì)圖像潛在的冗余信息的利用率，從而能在保證安全性的前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像的高嵌入率。

本發(fā)明為達(dá)到上述發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種基于像素差值編碼的密文域圖像的可逆數(shù)據(jù)隱藏方法的特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、設(shè)定原始灰度圖像I₀的長(zhǎng)和寬為M×N，然后將原始灰度圖像I₀按s×s的尺寸進(jìn)行分塊，從而得個(gè)圖像塊；計(jì)算第j個(gè)圖像塊的中間像素分別與第j個(gè)圖像塊中其他像素的差值，并選出絕對(duì)值最大的差值，記為

步驟2、利用偽隨機(jī)數(shù)生成加密密鑰k_e＝{k_e⁽¹⁾,k_e⁽²⁾}，其中，k_e⁽¹⁾表示第一個(gè)二值偽隨機(jī)序列，所述第一個(gè)二值偽隨機(jī)序列k_e⁽¹⁾的長(zhǎng)度Len等于k_e⁽²⁾表示第二個(gè)二值偽隨機(jī)序列，并由Len個(gè)子密鑰k_e^(2,1),k_e^(2,2),...,k_e^(2,j),...,k_e^(2,Len)組成；其中，k_e^(2,j)表示第二個(gè)二值偽隨機(jī)序列k_e⁽²⁾中第j個(gè)子密鑰，且每個(gè)子密鑰的長(zhǎng)度等于s×s；j∈[1,Len]；

利用第一個(gè)二值偽隨機(jī)序列k_e⁽¹⁾對(duì)每個(gè)圖像塊進(jìn)行置亂操作；再利用第二個(gè)二值偽隨機(jī)序列k_e⁽²⁾對(duì)第j個(gè)圖像塊內(nèi)除中間像素之外的其余像素進(jìn)行置亂操作，從而得到加密圖像I_E；