[發明專利]一種大容量圖像隱寫方法

有效

• 申請號: 202110693663.6
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113298689B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 段新濤;王文鑫;張恩;岳冬利;謝自梅
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06T5/50;G06N3/0464;G06N3/084
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 史萌楊

本發明屬于圖像隱寫技術領域，具體涉及一種大容量圖像隱寫方法。將載體圖像和兩幅秘密圖像輸入至訓練好的圖像隱寫模型中，得到載密圖像和兩幅提取圖像；圖像隱寫模型包括隱藏階段和提取階段；隱藏階段包括載體圖像預處理網絡、秘密圖像預處理網絡和隱藏網絡；隱藏網絡用于將級聯后的載體圖像預處理網絡的輸出和秘密圖像預處理網絡的輸出進行處理，得到包含有兩幅秘密圖像的載密圖像。本發明能夠同時將兩幅秘密圖像嵌入至載體圖像中得到載秘圖像，使載秘圖像視覺效果上同載體圖像一致，顯著提高了隱寫容量，保持載秘圖像的不可察覺性和抗檢測性；而且，本發明還能夠提取出兩幅提取圖像，兩幅提取圖像與兩幅秘密圖像在視覺效果上保持基本一致。

技術領域

本發明屬于圖像隱寫技術領域，具體涉及一種大容量圖像隱寫方法。

背景技術

近年來隨著通信技術的快速發展，伴隨著通信技術出現的信息安全問題吸引了個人、企業、政府以及相關研究領域的注意力。一些個人或組織在通信過程中，其傳遞的機密信息往往不希望被第三方截取，甚至不希望被第三方感知到其存在性，同時，現代網絡中產生的大量的數字媒體作品，持有者往往希望其擁有的版權能夠得到保護。針對此類需求，以往的密碼學技術并不能很好的滿足。隱寫術(Steganography)作為一種追求不可察覺性的信息隱藏技術，在保持載體原始感知特性的同時將機密信息嵌入其中，同時也隱藏了通信行為的本身，這種特性使得隱寫術非常適合滿足上述需求。如今互聯網上數字圖像隨處可見，其獲取難度低、冗余大的特點使得數字圖像非常適合作為隱寫術的載體，因此圖像隱寫術(Image?Steganography)成為了信息隱藏領域中的一大研究熱點。

圖像隱寫術一般有三個方面的衡量指標，分別是容量、不可察覺性和抗檢測性。容量：嵌入載體圖像中秘密信息的長度；不可察覺性：保持含密圖像的感知特性，即保持含密圖像與原始載體圖像在視覺效果上的相似性；抗檢測性：即針對通信過程中可能遇到的隱寫分析等檢測手段時，要具有一定的抗檢測性。

傳統的圖像隱寫術基于專業人士設計的代價函數，通過代價函數計算單點損失和全局損失來確定秘密信息在載體圖像的空間域或頻域的嵌入位置，以保證對載體圖像的感知特性影響最小。但傳統的隱寫方法往往存在容量低、視覺效果差以及難以抵抗隱寫分析等缺點。

隨著深度學習的興起，卷積神經網絡目標分類，圖像分割以及場景識別等領域得到了充分的應用并取得了豐碩的成果。同時，以深度卷積神經網絡為實現手段的圖像隱寫方案也得到了快速發展。通過利用深度卷積神經網絡對圖像的特征進行提取和融合實現對圖像的隱寫和提取。在網絡模型的訓練過程中，借助損失函數的約束，通過反向傳播算法對網絡權重的更新，在損失值收斂以后得到最終的隱藏網絡和提取網絡，但仍存在隱寫容量低的問題。

發明內容

本發明提供了一種大容量圖像隱寫方法，用以解決現有技術中隱寫方法的容量低的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案包括：

本發明的一種大容量圖像隱寫方法，包括如下步驟：

將載體圖像和兩幅秘密圖像輸入至訓練好的圖像隱寫模型中，得到載密圖像和兩幅提取圖像，且載密圖像和載體圖像在視覺效果上保持一致，兩幅提取圖像分別和兩幅秘密圖像在視覺效果上保持一致；

其中，所述圖像隱寫模型包括隱藏階段和提取階段；

所述隱藏階段包括載體圖像預處理網絡、秘密圖像預處理網絡和隱藏網絡；所述載體圖像預處理網絡用于將輸入的載體圖像進行預處理；所述秘密圖像預處理網絡用于將級聯后的兩幅秘密圖像進行預處理；所述隱藏網絡用于將級聯后的載體圖像預處理網絡的輸出和秘密圖像預處理網絡的輸出進行處理，得到包含有兩幅秘密圖像的載密圖像；

所述提取階段包括兩個提取網絡；所述兩個提取網絡用于將輸入的載密圖像分別進行處理，得到對應的提取圖像。