[發明專利]基于Hachimoji DNA和Julia分形的彩色圖像可逆隱藏方法

有效

• 申請號: 202210506487.5
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN115037845B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 高鐵杠;王坤姝;夏曉帆;桂蘇穎
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H04N1/32
• 分類號: H04N1/32;G06T1/00;H04L9/00;H04L9/20
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 侯力

1.基于Hachimoji DNA和Julia分形的彩色圖像可逆隱藏方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：對輸入大小為M×N×3的彩色載體圖像I，大小為m×n×3的彩色水印圖像W，分別分離出紅、綠、藍三基色分量得到三個大小為M×N的載體圖像矩陣I_R、I_G、I_B和三個大小為m×n的水印圖像矩陣W_R、W_G、W_B，其中M,N＞＞m,n；結合密鑰α、β、u₁(0)、u₂(0)、u₃(0)，產生TSS耦合映像格子的參數和初始值，通過迭代時空混沌系統，產生密鑰流K₁、K₂、K₃和偽隨機數RN₁、RN₂、RN₃；

步驟2：利用密鑰初始復參數c，目標分辨率r，迭代次數s，圖像中心坐標(x₀,y₀)，縮放因子z獲得局部Julia圖像，并使用鼠標隨機截取兩個坐標點，將獲得的局部Julia圖像作為密鑰圖像J，并進行紅、綠、藍三基色分離得到Julia矩陣J_R、J_G、J_B；

步驟3：通過步驟1得到的偽隨機數RN₁、RN₂、RN₃將水印圖像矩陣W_R、W_G、W_B和Julia矩陣J_R、J_G、J_B從384種編碼規則中選擇任意一種規則進行Hachimoji DNA編碼，并將三個水印Hachimoji DNA矩陣和三個Julia Hachimoji DNA矩陣進行異或運算，得到三個大小為m×3n的Hachimoji DNA異或運算后的矩陣，用w表示該Hachimoji DNA矩陣中的堿基元素；

步驟4：將載體圖像矩陣I_R、I_G、I_B分解成8×8大小的非重疊像素塊，從中隨機的選擇3mn個像素塊執行奇異值分解操作，得到奇異值矩陣V，并對奇異值矩陣的第一行用下述方法將水印嵌入至載體圖像中：

令f為嵌入量閾值，修改矩陣V中第一行元素的數值的關系：

1)當w＝A時，如果不滿足如下代數關系：V_1,1-V_1,3＞0，V_1,2-V_1,4＞0，V_1,5-V_1,7＞0，|V_1,1-V_1,3|≥f，|V_1,2-V_1,4|≥f，|V_1,5-V_1,7|≥f；執行：

2)當w＝T時，如果不滿足如下代數關系：V_1,1-V_1,3＞0，V_1,2-V_1,4＜0，V_1,5-V_1,7＞0，|V_1,1-V_1,3|≥f，|V_1,2-V_1,4|≥f，|V_1,5-V_1,7|≥f；執行：

3)當w＝C時，如果不滿足如下代數關系：V_1,1-V_1,3＜0，V_1,2-V_1,4＞0，V_1,5-V_1,7＞0，|V_1,1-V_1,3|≥f，|V_1,2-V_1,4|≥f，|V_1,5-V_1,7|≥f；執行：

4)當w＝G時，如果不滿足如下代數關系：V_1,1-V_1,3＜0，V_1,2-V_1,4＞0，V_1,5-V_1,7＞0，|V_1,1-V_1,3|≥f，|V_1,2-V_1,4|≥f，|V_1,5-V_1,7|≥f；執行：

5)當w＝P時，如果不滿足如下代數關系：V_1,1-V_1,3＞0，V_1,2-V_1,4＞0，V_1,5-V_1,7＜0，|V_1,1-V_1,3|≥f，|V_1,2-V_1,4|≥f，|V_1,5-V_1,7|≥f；執行：

6)當w＝Z時，如果不滿足如下代數關系：V_1,1-V_1,3＞0，V_1,2-V_1,4＜0，V_1,5-V_1,7＜0，|V_1,1-V_1,3|≥f，|V_1,2-V_1,4|≥f，|V_1,5-V_1,7|≥f；執行：

7)當w＝S時，如果不滿足如下代數關系：V_1,1-V_1,3＜0，V_1,2-V_1,4＞0，V_1,5-V_1,7＜0，|V_1,1-V_1,3|≥f，|V_1,2-V_1,4|≥f，|V_1,5-V_1,7|≥f；執行：

8)當w＝B時，如果不滿足如下代數關系：V_1,1-V_1,3＜0，V_1,2-V_1,4＜0，V_1,5-V_1,7＜0，|V_1,1-V_1,3|≥f，|V_1,2-V_1,4|≥f，|V_1,5-V_1,7|≥f；執行：

步驟5：最后，對嵌入水印信息后的塊進行逆奇異值分解操作，恢復載體圖像拆分的非重疊塊，并將紅、綠、藍三個分量合并，得到最終嵌入水印后的載體圖像。