[發明專利]自適應系數多直方圖結合高維直方圖的可逆信息隱藏方法

有效

• 申請號: 202110765859.1
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113507547B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 翁韶偉;周葉;張天聰;潘正祥
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: H04N1/32
• 分類號: H04N1/32;H04N1/44
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種自適應系數多直方圖結合高維直方圖的可逆信息隱藏方法。包括：步驟1、根據JPEG圖像量化后的DCT系數，計算每個位置的加權平滑度值，并按塊平滑度降序順序調整塊順序，取中低頻段AC系數構造多個直方圖；步驟2、將每個直方圖的非0系數連成對，構造多個高維直方圖；步驟3、自適應的確定每個高維直方圖的最優嵌入參數對和平滑度閾值T；步驟4、根據所確定的最優修改參數對和相應的二維直方圖映射規則，將秘密信息嵌入在滿足閾值限制的各個直方圖的DCT系數對中，得到標記好的JPEG圖像。本發明能實現高的率失真性能，含密JPEG圖像的存儲空間增長不大。

技術領域

本發明涉及可逆信息隱藏技術領域，尤其涉及一種自適應系數多直方圖結合高維直方圖的可逆信息隱藏方法。

背景技術

隨著計算機網絡和數字媒體信息的快速發展，使信息的存儲、傳播、獲取越來越容易。在大數據時代，移動端設備的使用隨處可見，數字媒體形式更加多樣化、攜帶信息量更大、傳播速度更快，對信息安全的要求越來越高。然而在享受科技成果帶來便利的同時，媒體的版權、內容的真偽和信息內容的安全等問題隨之而來。信息隱藏技術是將一些秘密信息隱藏在信息載體中，而且不能導致信息載體無法正常使用，可逆水印技術是利用數字載體的冗余嵌入秘密信息，在檢測時無失真的恢復原始載體和秘密信息。

現在的技術中已經有很多可逆信息隱藏方法，但其中大多數都是為未壓縮的圖像而設計的，只有少數基于JPEG圖像的可逆信息隱藏方法，而JPEG圖像格式在日常生活中應用廣泛，對JPEG圖像的可逆信息隱藏算法的創新和優化有非常重大的意義。因此，需要在保證嵌入容量的基礎上，盡量減小JPEG文件大小增長并提高視覺質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自適應系數多直方圖結合高維直方圖的可逆信息隱藏方法，利用塊平滑度和頻段平滑度計算加權平滑度值，設置平滑度閾值，選用低中35個頻段中平滑塊的平滑位置的非0交流系數組成對，構建多個高維直方圖，每個高維直方圖自適應的選擇嵌入參數對和嵌入規則，從而有效的提高了嵌入性能，在保證嵌入容量的基礎上，大大降低了文件大小的增長。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種自適應系數多直方圖結合高維直方圖的可逆信息隱藏方法，選用低中k個頻段的非0交流系數連成對，構建k個高維直方圖，每個高維直方圖自適應的選擇嵌入參數對和嵌入規則，在滿足高嵌入容量的同時仍可以保持較好的視覺效果并實現較小的文件增長，包括以下步驟：

步驟1、根據JPEG圖像量化后的DCT系數，計算每個位置的加權平滑度值，并按塊平滑度降序順序調整塊順序，取中低k頻段構造k個直方圖；

步驟2、設置平滑度閾值t，將每個直方圖滿足平滑度閾值t要求的非0系數連成對，構造多個高維直方圖；

步驟3、自適應的確定每個高維直方圖的最優嵌入參數對和相應的二維直方圖映射規則，以及平滑度閾值T；

步驟4、根據所確定的最優嵌入系數對和相應的二維直方圖映射規則，將秘密信息嵌入在滿足平滑度閾值T限制的各個直方圖的DCT系數對中，將系數進行熵編碼得到含密JPEG圖像；為保證嵌入的信息可以無損提取并且嵌密圖像可無損恢復，應將最優參數集合以及平滑度閾值T作為輔助信息一起嵌入載體圖像中。

在本發明一實施例中，為保證嵌入的信息可以無損提取并且嵌密圖像可無損恢復，對于k個直方圖，應將參數組(2kbits)和平滑度閾值t(6bits)以及512×512圖像的有效載荷長度(18bits)作為輔助信息以LSB的方式嵌入DC系數中。

在本發明一實施例中，步驟1具體為：

第一步，將原始的512×512載體圖像從左到右、從上到下劃分成不重疊的大小為8×8的4096個圖像塊，每個圖像塊按Z形掃描形成64×1的列矩陣，將每個圖像塊形成的列矩陣依次排列，形成64×4096的矩陣A；