[发明专利]一种基于数独矩阵索引的图像可恢复信息隐藏方法

说明书

本发明公开了一种基于数独矩阵索引的图像可恢复信息隐藏方法。首先，在视觉阈值控制指标下，确定Cover对应ECover的ICP插入编码空间的大小，对需隐藏信息M进行分割特征的统计，选择可以最大概率深度连续索引的数独序列及索引优化策略。然后基于索引优化策略及优选的数独序列进行索引，在ECover的ICP组的许可插入编码空间内，按行、列交替进行深度连续索引编码。最终实现，在保证视觉阈值条件下，提高信息隐藏bPP指标。最后，按编码规则的可逆规则，提取隐藏信息及恢复Cover。本方法支持信息加密特性，可以保护隐藏信息不被破译。

技术领域

本发明属于信息隐藏(Information Hiding)技术领域，涉及一种图像可恢复信息隐藏方法，具体涉及一种基于数独矩阵索引的图像可恢复信息隐藏方法。

技术背景

信息隐藏是信息安全技术的一种。信息隐藏技术将信息隐藏于媒介编码中，利用媒介本身的特点，隐蔽隐藏信息，使被隐藏信息不容易被针对性的截获，分析。因这些特点，信息隐藏技术备受关注。因为，随着互联网应用深入，用户产生了不得不依赖于第三方进行的存储、传输、运算等操作的数据，而且越来越多，例如云存储，邮件发送与接收，云计算等。这些数据极易在用户不知情，不许可的情况下，被各种半诚实或者恶意的网络实体搜索，截获，复制，分析，甚至售卖；而一般分析算法，通常直接根据信息媒介特征进行搜索，因此，信息隐藏技术，有其独特的安全应用价值。

目前，用于信息隐藏的媒介有多种形式：音乐，文本，图像，视频等。信息隐藏类方法的主要特点，是依赖在媒介编码上，实现载体信息可恢复或者不可恢复的信息隐藏。其中，载体可恢复的隐藏指，作为隐藏载体的媒介，在隐藏信息被抽取后，仍然可以无损恢复；不可恢复信息隐藏指，作为隐藏载体的媒介，在隐藏信息被抽取后，不能被恢复到编码之前的原始状态，即不能无损恢复。基于图像的信息隐藏技术，也分为载体图像可恢复与载体图像不可恢复两种。相对而言，可恢复的图像隐藏，需要在插入隐藏信息时，保留原始图像信息，理论上会相对不可恢复图像隐藏更难，或者其隐藏效率会更低。但最近提出的基于图像扩展的插入隐藏技术，用插值图像提供了更大信息隐藏编码空间的编码方法。这一方法的思路是：将信息插入前的原始图像，先按行、列以及对角线方向，问隔一个基本单色像素抽取一个基本像素单元的方法形成Cover图像，简称Cover；再将Cover按行，列以及对角线方向，间隔一个基本单色像素插入一个基本像素单元，形成扩展后的Cover图像集合，简称ECover。为描述方便，将Cover，ECover中的像素颜色单元称为CP，CP可以是RGB三元色中的R、G或者B；也可以是灰色图像中的灰度值；或者其他颜色，或者像素存储格式中的单色像素值。将ECover中直接继承自Cover的CP称为BCP，BCP在插入信息过程中必须保持信息不变；而将以插值形式补充的，可插入隐藏信息的新CP称为ICP。因此ECover包含Cover中所有BCP用于图像恢复，同时，扩展了大概三倍于BCP数量的ICP，可用于信息隐藏。需要补充，当下的研究ECover中ICP可用于信息插入的编码空间，并没有充分应用：要么只是按设计视觉阈值，直接插入原始信息，虽然PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)指标最大利用，但是bPP(bit Per pixel)指标没有最优；要么以固定的方式，在每个ICP中插入一个基于数独索引的绝对地址编码，实现相对较高bPP指标，但许可PSNR指标不能充分利用，因为绝对索引编码，在一个ICP中只能使用一次。

因此，当前基于图像的可恢复隐藏技术，在视觉阈值指标一定情况下，并没有充分利用ECover中每个ICP的插入编码空间，实现bPP优化。或者说，当需要大量、高效信息插入时，在视觉阈值控制指标不严格情况下，缺乏一种有效提高编码效率的技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于索引数独矩阵序列的图像可恢信息隐藏方法。