[發明專利]一種位平面壓縮的加密圖像可逆信息隱藏方法

有效

• 申請號: 202110649080.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113382128B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 許舒穎;張靖群;張真誠;朱偉康;俞俊
• 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
• 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

1.一種位平面壓縮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：圖像擁有者使用中值邊緣檢測預測對原始圖像進行預測以獲得預測誤差；

S2：圖像擁有者使用自適應的可變長塊編碼方法計算預測誤差的所有位平面壓縮空間；

S3：根據各個位平面的壓縮空間進行位平面自適應壓縮，并獲得信息流；

S4：根據加密秘鑰，對信息流進行加密，并將加密信息流發送給信息隱藏者；

S5：信息隱藏者將加密信息嵌入到可嵌入空間中，以獲得含秘加密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S2中，圖像擁有者使用自適應的可變長塊編碼方法計算預測誤差的所有位平面壓縮空間的方法如下：

S21：將預測誤差的數值位平面切分為三個層級的塊，最高的第一個層級的塊大小為W_o×W_o，第二個層級的塊大小為W_o/2×W_o/2，最低的第三個層級的塊大小為W_o/4×W_o/4；預測誤差的數值位平面首先被全部切分為第一個層級的塊，然后對每一個塊進行平滑度判斷，若平滑度不滿足要求則將當前的塊切分為4個下一層級的塊，對新產生的塊也進行平滑度判斷，若平滑度不滿足要求則也需要切分為4個下一層級的塊；所述平滑度判斷的方法為：若任意一個層級的塊內比特值為1的粗糙比特個數n¹高于該層級的平滑度門檻值，則將其切為低一級的塊；每一個層級的平滑度門檻T計算公式如下：

其中，(W)²表示當前計算的層級的塊大小；

統計最終劃分完畢的數值位平面中三個層級的塊數量，并確定每個層級的塊所需的塊間標記信息長度，屬于第一個層級的塊用1個比特記錄塊間標記信息，其他層級的塊用2個比特記錄塊間標記信息，進而統計得到每個數值位平面的塊間標記信息總長度b₁；

S22：基于劃分完畢的不同大小的圖像塊，分別統計其塊內的粗糙比特個數n¹，若其個數n¹為零，則分配1個比特用于后續記錄其塊類型；若n¹介于零與該塊對應層級的平滑度門檻值之間，則分配2個比特用于后續記錄其塊類型，并記錄其內部結構信息；若n¹大于該塊對應層級的平滑度門檻值，則用2個比特記錄其塊類型，并記錄塊內所有原始比特信息；最終統計得到每個數值位平面中用于后續記錄塊類型的塊內標記信息總長度b₂；

S23：根據塊間標記信息的長度b₁，塊內標記信息的長度b₂和內部結構信息流I_s的長度s，計算出每個數值位平面的可用空間S_k，M×N為原始圖像I_o的尺寸，公式如下：

S_k＝M×N-b₁-b₂-s。

2.根據權利要求1所述的位平面壓縮的加密圖像可逆信息隱藏方法，其特征在于，所述S1中，圖像擁有者使用中值邊緣檢測預測對原始圖像進行預測以獲得預測誤差的方法如下：

S11：將大小為M×N的原始圖像I_o的首行和首列像素作為種子像素來預測其他像素，公式如下：

其中，x_(i,j)表示原始圖像I_o在坐標(i,j)上的像素值，而為在坐標(i,j)上的預測值，max()表示取括號中元素的最大值；

S12：圖像擁有者在獲得像素的預測值之后，計算預測誤差，公式如下；

其中，ex_(i,j)表示在坐標(i,j)上的預測誤差值；

S13：將預測誤差值劃分成9個位平面，其中8個位平面為數值位平面，另外1個位平面為符號位平面，公式如下：

式中：表示向下取整，表示預測誤差ex_(i,j)的第k個數值位平面，es_(i,j)為預測誤差ex_(i,j)的符號位平面。