[发明专利]一种基于像素矩阵的低失真隐写方法

说明书

本发明提供了一种基于像素矩阵的低失真隐写方法，其实现包括四个主要步骤：1)基于输入图像C尺寸的系统初始化；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；3)在待图像图像中标记被编码的像素最低有隐写后的图像；4)从隐写后图像中读取M低失真的恢复原始待隐写图像；本发明与现有技术的相比，有如下的优点：在隐写过程在每一行最多只有1个像素的的最低有效位被修改；可以避免传统针对高密度LSB标记的统计攻击；提供了对现有压缩以及加密的全面支持，有进一步提高本方法隐写信息的承载能力可能。

技术领域

本发明属于信息安全技术中的信息隐写领域，涉及一种空域部分可恢复原始图像的信息隐写技术，具体涉及一种基于像素矩阵尺寸与像素在矩阵中位置的隐藏与恢复方法。

背景技术

信息隐写技术，是信息安全技术的一个分支。信息隐写技术的目标就是以最小的失真，隐藏尽量多的信息。可用于隐写的电子文档很多，例如视频，音频，位图，压缩图像，协议封装的数据，甚至DNA链等。信息隐写技术，按数学方法，可以分为空域隐写，转换域隐写。依据可恢复性分可恢复隐写，与不可恢复，以及部分不恢复隐写。空域隐写指信息隐藏以像素原值为操作对象，直接在像素值上进行操作，或者像素值分组上进行隐写；转换域隐写，指的是在转换之后的图像(例如DCT)上进行隐写操作。可恢复隐写，允许在提取隐藏信息之后，无失真恢复原始媒介；不可恢复隐写，指另一类在提取隐写技术之后，不能恢复原始媒介。部分可恢复隐写，介于可恢复隐写与不可恢复隐写之间。根据图像媒体介质分类，有基于图像的隐写，基于压缩图像的隐写，以及基于加密图像的隐写技术，基于流媒体的隐写等。不同隐写方法，有不同的应用场景。

随着互联网络/物联网络应用越来越多，手机，PC上依赖网络的应用越来越多，当涉及隐私的数据被主动，或者被动，或者恶意应用窃取放在开放的互联网上，进行存储、传输、运算等操作时，不可避免存在隐私泄漏问题。信息隐写技术，可以有效回避恶意应用基于数据敏感特征的分类与深度搜索，具有其独特的安全应用价值。当前，图像类隐写技术备受关注。因为网上存在大量的个性化图像信息，十分适合作为信息隐藏的载体。

当前，空域原始图像可恢复隐写领域实现方法，大致可分为：基于差分(DE)的隐写，基于统计柱状图(HS)的隐写，基于插值(II)图像的隐写三类。当前，基于图像像素矩阵的DE，HS，II，等隐写技术中，受制于方法均存在一个明确的单像素嵌入容量上限。并且，受制于隐写方法技术限制，当前隐写图像质量并不能随图像尺寸等的提升得以提升。所以，本发明提供了一种充分利用图像尺寸，图像像素位置作为辅助信息的像素标记方法。

发明内容

为了提高隐写效率，本发明提出了一种基于像素矩阵信息辅助的低失真隐写方法，充分利用像素矩阵特征信息，提供一种用最少的比特嵌入，隐写更多的秘密信息的基础方法。本发明属于图像空域隐写的一种，属于在位图图像上进行信息隐写的一种。

本发明提供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，如果是彩色RGB图像，将得到三个不同的像素矩阵，记为Cover图像，简称C；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；具体包括以下步骤：

步骤1，基于输入图像C尺寸的系统初始化；

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3，在图像C中标记被编码的像素LSB，得到S；

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。

进一步的，步骤1中基于输入图像C尺寸的系统初始化的具体实现方式如下，