[發明專利]一種彈性選擇和游程編碼的加密圖像可逆信息隱藏方法

有效

• 申請號: 202110647259.5
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113382127B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 許舒穎;張靖群;張真誠;周陳倩;石夢韜
• 申請（專利權）人: 紹興聚量數據技術有限公司
• 主分類號: H04N1/32
• 分類號: H04N1/32;H04N19/93
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種彈性選擇和游程編碼的加密圖像可逆信息隱藏方法，用于在圖像擁有者、信息隱藏者及接收者之間進行秘密通訊，其特征在于，具體步驟如下：

S1：圖像擁有者對原始圖像進行塊置亂和塊級流加密，生成加密圖像并發送給信息隱藏者；

S2：信息隱藏者基于加密圖像塊進行相鄰像素預測，獲得預測誤差；

S3：信息隱藏者對預測像素的預測誤差位序列進行重排，生成重排預測誤差二進制流；

S4：信息隱藏者用游程編碼對重排預測誤差二進制流進行彈性壓縮并騰出冗余空間；

S5：信息隱藏者用隱藏秘鑰加密秘密信息并將秘密信息嵌入到所騰出的冗余空間以獲得含秘圖像并發送給接收者；

S6：接收者從收到的含秘加密圖像中提取秘密信息和恢復原始圖像；

所述S4中，信息隱藏者用游程編碼對重排預測誤差二進制流進行彈性壓縮并騰出冗余空間方法如下：

S41：設定游程編碼中固定長度值為L_fix；

S42：讀取重排預測誤差二進制流中連續重復比特個數L，若L≥L_fix，則該二進制流被壓縮成由L_pre位前綴流，L_pre位長度符號流和1位尾位組合成的重構二進制流，L_pre的計算公式如下：

S43：讀取重排預測誤差二進制流中連續重復比特個數L，若L＜L_fix，該二進制流被壓縮成固定長度為L_fix+1的重構二進制流；

S44：計算每個圖像塊的壓縮空間，若重構二進制流長度大于原始空間則用flag＝1進行標記，否則以flag＝0進行標記并進行游程編碼壓縮；所述游程編碼壓縮過程中，若L≥L_fix則以L_pre-1個“1”再加上“0”作為L_pre位前綴流，以作為L_pre位長度符號流，并以1位重復的位作為尾位，若L＜L_fix，則以“0”再加上L_fix位連續的二進制流進行標記；其中()₂表示括號中數字的二進制形式，flag值記錄在g＝2的像素的MSB位置，若圖像塊的flag＝1，則將g＝2的像素的原始MSB信息作為額外信息，以第一優先級嵌入冗余空間。

2.根據權利要求1所述的一種彈性選擇和游程編碼的加密圖像可逆信息隱藏方法，其特征在于，所述S1中，圖像擁有者對原始圖像進行塊置亂和塊級流加密，生成加密圖像并發送給信息隱藏者的方法如下：

S11：將大小為M×N的原始圖像I_o劃分成K個互相不重疊的大小為2×2的圖像塊B_i，i＝1，2，…，K，圖像塊數量K的公式如下：

式中：表示向下取整；

S12：用由從1到K的不重復的偽隨機數構成的塊置亂秘鑰對圖像塊B_i進行塊置亂操作，將原始圖像塊按照塊置亂秘鑰進行重排，獲得塊置亂圖像；

S13：用塊級流加密秘鑰對塊置亂圖像中的每個圖像塊B_i進行加密形成加密圖像塊B′_i，獲得加密圖像，進行圖像塊加密的公式如下：

其中，和分別為加密前的圖像塊B_i和加密圖像塊B′_i中第j個像素，R_i為塊置亂秘鑰生成的第i個偽隨機數，i＝1，2，…，K；

S14：圖像擁有者將加密圖像發送給信息隱藏者。

3.根據權利要求2所述的一種彈性選擇和游程編碼的加密圖像可逆信息隱藏方法，其特征在于，所述S2中，信息隱藏者基于加密圖像塊進行相鄰像素預測，獲得預測誤差的方法如下：

S21：信息隱藏者接收到加密圖像，并將其劃分成K個互相不重疊的大小為2×2的圖像塊B′_i，i＝1，2，…，K；

S22：基于劃分好的每個圖像塊B′_i，進行相鄰像素預測，預測公式如下：

其中，g＝2，3，4；代表圖像塊B′_i中左上角的像素，作為固定像素不做任何修改；依次代表圖像塊B′_i中右上、左下和右下的像素；為像素位置的預測誤差。