[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

本發明提出了一種彈性選擇和游程編碼的加密圖像可逆信息隱藏方法。對于圖像擁有者，其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。對于信息隱藏者，首先，其基于加密圖像塊進行相鄰像素預測，獲得預測誤差；其次，對預測像素的預測誤差位序列進行重排，生成重排的預測誤差二進制流；然后，利用游程編碼對預測誤差二進制流進行彈性壓縮并騰出冗余空間；最后，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。對于接收者，其根據擁有的秘鑰解密原始圖像或秘密信息。與其他現有技術相比，本發明提出的方案在嵌入容量具有較為優越的性能。

技術領域

本發明屬于信息安全之圖像內容安全領域，具體涉及一種彈性選擇和游程編碼的加密圖像的可逆信息隱藏方法。

背景技術

現階段網絡已經成為人們生產生活環境的重要構成，為人們帶來了極大的便利，但與此同時也對個人信息安全構成了嚴重的威脅，為保護人們的合法利益不受到網絡侵害，人們嘗試通過各種途徑，對大數據時代下的個人信息安全進行保護。信息隱藏是指將秘密信息隱藏于可公開的媒體信息中，使人們憑直觀的視覺和聽覺難以察覺其存在的技術。在數字時代，信息隱藏的載體形式可為任何一種數字媒體，如圖像、聲音、視頻或一般文本文檔等。圖像作為在互聯網中被廣泛使用的媒介，將其用于信息隱藏的載體能有嵌入大量信息且不易被發現?；跀底謭D像的信息隱藏技術通過略微的修改原始圖像的像素值來將信息藏入圖像載體，而未經授權的第三方無法察覺圖像變化。雖然，經過信息隱藏的載體圖像相較于原始圖像會有一定程度的失真，但是人的肉眼還是無法輕易發現，能夠有效避免吸引非法竊取者的注意。而加密圖像的可逆信息隱藏技術解決了原始圖像載體暴露的問題，進一步保護了數字圖像載體的安全性。

為了在保持加密圖像安全的情況下，提高加密圖像攜帶秘密信息的能力。本發明提出了一種彈性選擇和游程編碼的加密圖像可逆信息隱藏方法。

發明內容

本發明提出了一種彈性選擇和游程編碼的加密圖像可逆信息隱藏方法。對于圖像擁有者，其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。對于信息隱藏者，首先，其基于加密圖像塊進行相鄰像素預測，獲得預測誤差；其次，對預測像素的預測誤差位平面進行重排，生成重排的預測誤差二進制流；然后，利用游程編碼對預測誤差二進制流進行壓縮并騰出冗余空間；最后，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。對于接收者，若其擁有加密秘鑰，可以通過解密獲取原始圖像；若其擁有隱藏秘鑰，則可以用來解密并獲取秘密信息；若其同時含有兩種秘鑰，則可以同時解密原始圖像和秘密信息。與其他現有的相關工作比較，本發明提出的方案在嵌入容量具有較為優越的性能。

本發明的技術方案步驟如下：

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。

作為優選，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Io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：