[發明專利]基于二維分類標記的差分安全加密圖像可逆信息隱藏方法

在審

• 申請號: 202310193826.3
• 申請日: 2023-03-02
• 公開（公告）號: CN116260915A
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 和紅杰;袁源;楊堯林;陳帆
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04N1/32
• 分類號: H04N1/32
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 代維凡

本發明公開了一種基于二維分類標記的差分安全加密圖像可逆信息隱藏方法，其包括以下步驟：確定參考像素并生成預測圖像；生成二維標記圖；進行塊分類生成二維標記序列與位置圖；生成位置壓縮碼流和標記壓縮碼流；將參考像素值的二進制形式、位置圖信息、位置壓縮碼流、標記壓縮碼流和最低有效位信息結合生成原始流；將編碼表信息和用戶密鑰進行結合并生成加密密鑰對原始流進行加密；將編碼表信息、加密流及預留空間進行連接生成的比特流重構為加密圖像；將秘密數據加密并嵌入至預留空間，得到載密圖像。本發明在提高嵌入容量的同時，能在圖像加密及嵌入過程中實現一次一密以保證差分安全，可以更好地滿足實際需求，在應用過程中更加安全實用。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，具體涉及一種基于二維分類標記的差分安全加密圖像可逆信息隱藏方法。

背景技術

在大數據時代，圖像作為一種重要的載體，其隱私保護與管理問題受到人們的廣泛關注。為解決上述問題，加密圖像可逆信息隱藏技術(Reversible?Data?Hiding?inEncrypted?Images,RDHEI)被研究者提出，在法律認證、軍事醫學圖像存儲傳輸及云計算等方向具有較好的應用前景。其中，加密技術可以有效保護圖像內容，實現隱私保護。可逆信息隱藏技術則在不造成內存占用擴展的基礎上實現加密圖像的有效管理。

在RDHEI的研究過程中，隱藏容量一直作為一項重要的衡量指標。尤其是加密前預留空間的RDHEI利用原始圖像冗余，具有比利用加密圖像冗余的加密后騰出空間的RDHEI具有更高的隱藏容量。2020年，Yin等人(Z.Yin,Y.Xiang,X.Zhang.“Reversible?data?hidingin?encrypted?images?based?on?multi-MSB?prediction?and?Huffman?coding,”IEEETransactions?on?Multimedia,2020,22(4):874-884.)和Wu等人(吳友情,郭玉堂,湯進等.基于自適應哈夫曼編碼的密文可逆信息隱藏算法.計算機學報,2021,44(4):846-858.)將原始像素值與預測像素值中相同的MSBs(Most?Significant?Bits)作為標記值，并使用哈夫曼編碼進行壓縮，使Lena的最高嵌入率可達到2.5bpp以上。另一方面，利用圖像高位平面中存在的冗余，Chen等人(F.Chen,Y.Yang,H.He,and?Y.Yuan,“Adaptive?coding?andordered?index?extended?scrambling?based?RDH?in?encrypted?images,”2021,IEEETransactions?on?Multimedia,doi:10.1109/TMM.2021.3132168.)提出一種使用自適應位平面編碼的RDHEI算法，通過統計位平面中1的個數對位平面分類，并使用不同的稀疏矩陣編碼策略進行壓縮，使Lena的最高嵌入率提高至3.1bpp。不過，現有僅利用圖像高位平面冗余的RDHEI是否充分使用了圖像冗余，達到最佳的嵌入容量，需要進一步探究。