[发明专利]一种基于非对称预测误差直方图修改的可逆信息隐藏方法

说明书

本发明公开一种基于非对称预测误差直方图修改的可逆信息隐藏方法，包括下述步骤：溢出预处理，求峰值点和零点，嵌入秘密信息，提取秘密信息和溢出恢复处理，本发明能够使得不论是在嵌入信息量达最大还是最小时都能很好的利用补偿原理，在嵌入信息量较小时，能更改更少的像素点，提高载密图像的质量，同时，利用二次嵌入，在提高嵌入容量的同时提升图像质量。

技术领域

本发明涉及信息安全和保密通信技术领域，具体涉及一种基于非对称预测误差直方图修改的可逆信息隐藏方法。

背景技术

随着数字化、信息化的发展，通信越来越重要。而在通信过程中，信息安全异常重要，由此信息隐藏技术发展起来，它打破传统密码学的范畴，以一个全新的视角审视信息安全，它原理是利用载体中的冗余信息来隐藏秘密信息，来实现保密通信。作为将秘密信息嵌入载体的技术已经被广泛的应用于隐蔽通信等领域。可逆信息隐藏作为信息隐藏技术的一个分支，它不仅具有精确提取载密图像中秘密信息的特点，还具有完美恢复载体本身的能力。

几十年的时间里已经提出了大量的可逆信息隐藏技术，他们大致可以分为三种类型：基于无损压缩的方法、差分扩展的方法和直方图修改的方法。

基于无损压缩的方法是利用主机的统计冗余来执行无损压缩，以便创建备用空间以容纳附加的秘密信息。

在差分扩展的方法中，两个相邻像素之间的差异被加倍，从而生成不携带任何原始信息的最低有效位平面，隐藏的秘密信息和每个像素对之间的属性被嵌入到生成的最低有效位平面中，由于位置图的压缩率较高几乎每一个像素对都可以承载一位秘密信息，所以差分扩展的方法可以将大量的秘密信息嵌入到载体中。

而直方图修改的方法是通过统计图像中像素值的分布情况，通过直方图的修改和平移实现秘密信息的嵌入。

2013年Chen等人提出非对称预测误差直方图修改可逆信息隐藏算法，该算法在两次秘密信息的嵌入过程中，有很多像素点的像素值会发生补偿现象，即像素值在两次嵌入的过程中进行了数值大小相等、方向相反的操作，这种方法不仅可以提供更多的嵌入容量，还能利用补偿现象使得在秘密信息不断嵌入的过程中能够更好的保护载密图像的质量。非对称预测误差直方图修改算法有着嵌入容量大，载密图像质量高的优点，但是在嵌入秘密信息数量较少的情况下，保护载密图像质量的优点就得不到很好的体现，即是指：在嵌入信息量较小时，第二次嵌入过程就不一定能进行，不能很好的体现补偿原理，从而使不能满足所有实际需求，需要进一步改进。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于非对称预测误差直方图修改的可逆信息隐藏方法，本发明能够使得不论是在嵌入信息量达最大还是最小时都能很好的利用补偿原理，在嵌入信息量较小时，能更改更少的像素点，提高载密图像的质量，同时，利用二次嵌入，提高嵌入容量的同时提升图像质量。

技术方案：本发明的一种基于非对称直方图修改的可逆信息隐藏方法，具体包括以下步骤：

(1)溢出预处理：按顺序遍历M×N的原图I中的像素，遇到像素值为255 或0的像素点标记为1,值为254或1的像素点标记为0，并且将254赋值给像素值为 255的像素点，将1赋值给像素值为0的像素点，得到图J和相应标记序列，将经过溢出预处理后的图J赋值给I，将所得标记序列放在待嵌入秘密信息之前，在嵌入信息过程中把标记序列和秘密信息一起作为最终秘密信息嵌入到图像中；

(2)求峰值点和零点：在图I中，分别使用最大值法和最小值法遍历原始矩阵I，获得对应的预测误差矩阵E1和预测误差矩阵E2，分别生成对应的预测误差分布直方图，然后求取对应的峰值点和零值点对(P⁺，Z⁺)和(P^-，Z^-)；