[发明专利]一种基于像素矩阵的低失真隐写方法

权利要求书

1.一种基于像素矩阵信息辅助的低失真隐写方法，包括如下定义：将用于信息隐藏的原始像素矩阵，记为Cover图像，简称C，其中Cover图像是具有三个不同的像素矩阵的彩色RGB图像；在C中隐藏信息之后得到的像素矩阵，称为Stego图像，简称S；在C中用于信息隐藏的最小操作单元，是图像中每个像素的单色分量，记为CP；将CP最低位记为LSB；将待嵌入的私密信息Message，简称为M；称将信息隐藏到图像C的为隐写方，将信息从S中读出的为解读方；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，基于输入图像C尺寸的系统初始化；具体实现方式如下，

步骤1.1，基于安全信道，隐写方及解读方共享密钥K，共同约定规范化矩阵T的生成规则F；

步骤1.2，隐写方输入待隐藏信息M，输入用于隐写信息的CP矩阵C，设C的尺寸为H行W列，记为H×W；

步骤1.3，由密钥K，生成规则F，H及W值生成规范矩阵T；具体实现包括以下子步骤：

步骤1.3.1，取r＝log₂(W+1)；取W_r＝2^r；

步骤1.3.2，基于K值生成的随机映射，将0,1,…,(2^r-2),(2^r-1)进行重排；

步骤1.3.3，将重排的数表示为二进制列，这些列构成T；

步骤1.4，构造C的LSB矩阵P，记为P←LSB(C)；

步骤1.5，基于T规范化P得到

步骤2，基于像素矩阵尺寸参数对待隐写信息进行压缩与混淆，分割编码；

步骤2的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1，基于K对M进行加密混淆与压缩，记M₁＝Enc_K(M)，M₂＝Co(M₁)，记M₂为M″；

步骤2.2，当|M″|＞(H-1)r，异常报错并退出，其中|M″|表示M″的bit数；

步骤2.3，将M″按r bit长度进行按序的分组分割，得到有序编码{m₁,...,m_n+1}，

步骤3，在图像C中标记被编码的像素LSB，得到S，即将{m₁,...,m_n+1}隐写到图片C的矩阵中，具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1，在T中依次找到m_i，i∈[1,n+1]，对应的列值j，即m_i等于T矩阵第j列的列向量转换得到的十进制数值，这一操作简记为j←T(m_i)；

步骤3.2，更新i∈[1,n+1]；其中为矩阵的第i行j列，得到更新后的

步骤3.3，用矩阵覆盖C中的P矩阵，得到隐写后的S，并将S发送给解读方；

步骤4，从图像S中读取M恢复标记CP，低失真的恢复图像C；具体实现包括以下子步骤：

步骤4.1，解密方从S中取出其LSB矩阵即即

步骤4.2，由密钥K，生成规则F，以及S的尺寸H及W值生成规范矩阵T；

步骤4.3，记从中恢复{m₁,...,m_n+1}，其中表示与T的转置相乘；步骤4.3的具体实现包括以下子步骤，

步骤4.3.1，依次取的第i∈[1,H]行

步骤4.3.2，当找到记m_i＝j；当记m_i＝0，得到整数有序集合{m₁,...,m_H}；

步骤4.3.3，在{m₁,...,m_H}中从右到左清除掉连续零值，直到第一个非零值，得到{m₁,...,m_n+1}；

步骤4.3.4，当m_n+1＝r，{m₁,...,m_n}为输出，将{m₁,...,m_n}转换为等长(r)bit串其按顺序拼接即得M；

步骤4.3.5，当m_n+1≠r，取得到新的{m₁,...,m_n}，将{m₁,...,m_n-1}转换为等长(r)bit串，m_n保持长度不变，将其按顺序拼接即得M；

步骤4.4，解密，解压；此步骤由隐写方与解读方约定，记M₁＝Dco(M”)，M＝Dec_K(M₁)，其中Dco(·)是Co(·)的逆操作，Dec_K(·)是Enc_K(·)的逆操作；

步骤4.5，基于从S中读取M低失真恢复C。