[发明专利]一种JPEG图像载体安全性评价方法

说明书

本发明公开一种JPEG图像载体安全性评价方法，其可筛选出具有更高安全性的JPEG图像载体。该方法首先将JPEG图像的亮度分量解压缩到空域中，得到该图像亮度像素矩阵；然后在水平、垂直、右斜上、右斜下四个方向上提取JPEG图像的四种像素对；再将每种方向的像素对看成两个随机变量，并计算这两个随机变量的相关系数；最后将得到的四个相关系数绝对值求平均，得到本发明对JPEG图像载体安全性评价数值C。通过选择具有较小数值C的JPEG图像作为隐写载体，可以提升隐写样本的安全性。

技术领域

本发明涉及计算机信息隐藏技术领域，特别涉及数字图像的隐写或水印等应用。

背景技术

随着网络技术、通信技术和多媒体信号处理技术的迅速发展，信息隐藏作为一种新兴的秘密通信技术，已经成为信息安全领域一个新的研究热点。隐写术是信息隐藏技术的一个重要分支，主要研究如何在公开的多媒体数据中隐藏信息并不被察觉以实现隐蔽通信。隐写分析作为与之对抗的技术，目前主要工作是检测秘密信息的存在性。为了躲避第三方的检测和感知，如何实现安全隐写对于隐写者来说至关重要。隐写样本为了躲避检测者的攻击，需要在考虑各种统计量的保持，以保证嵌入的安全性。

JPEG图像隐写是一种在JPEG图像的DCT系数上嵌入秘密信息的技术。其一般利用最低有效位(Least Significant Bit，LSB)进行改写实现秘密信息嵌入。为了提高隐写算法的安全性，隐写者往往利用各种编码技术试图降低隐写算法对载体图像的修改量，同时选择相对安全的嵌入位置进行隐写。隐写分析则是图像隐写的对抗技术，其主要通过各种数学统计模型捕捉隐写带来的异常，实现隐写检测。除此之外，隐写样本的安全性与隐写算法和嵌入量相关之外，还与隐写载体的选择密切相关。在相同嵌入算法和嵌入量的情况下，选择安全性更高的JPEG图像作为载体可以获得更高的隐写安全性。针对该现象，本发明提出一种JPEG 图像载体安全性评价方法，隐写者可以使用本发明在JPEG图像中选择安全性更高的样本，从而实现具有相对更高安全性的隐写。

发明内容

本发明提出一种JPEG图像载体安全性评价方法。如图1所示，该方法首先将JPEG图像的亮度分量(即YCbCr中的Y分量)解压到空域，得到图像空域亮度像素矩阵(本发明简称其为空域矩阵)；然后在水平、垂直、右斜上、右斜下四个方向上提取该JPEG图像的四种像素对；再将每种像素对看成两个随机变量，并计算这两个随机变量的相关系数；最后将得到的四个相关系数绝对值求平均，得到本发明对JPEG图像载体安全性评价数值C。

该发明的技术方案具体包括以下步骤：

步骤1，JPEG图像解压为空域矩阵。将JPEG图像亮度分量解压缩到空域得到空域矩阵，并记为I_H×W＝(I_i，j)_H×W。这里的H和W分别为该JPEG图像的高度和宽度，I_i，j为其中第i行和第j列的空域矩阵数值。由于JPEG的解压是DCT逆变换运算，因此空域矩阵中的像素值是包括正数、负数或者零的小数。

步骤2，提取空域四种方向像素对。在空域像素矩阵I_H×W中提取水平、方向、右斜上、右斜下四种方向的像素对。这四种像素对对应的像素位置关系如图2所示。这些像素对可以分别表示为：P_→＝(X，Y_→)，P_↓＝(X，Y_↓)，其中X＝{I_i，j}，Y_→＝{I_i，j+1}， Y_↓＝{I_i+1，j}，分别看作五个像素值随机变量，{·}中的数值看作各自观测值。由于i＝2，3，...，H-1且j＝2，3，...，W-1，因此在空域像素矩阵I_H×W中总共可以观测这五个随机变量(H-2)×(W-2)次，从而可以提取到(H-2)×(W-2)个像素对。