[发明专利]一种基于扇形构图单元叠加的马赛克拼图伪装及恢复方法

说明书

本发明提出一种基于扇形构图单元叠加的马赛克拼图伪装及恢复方法，首先，将掩体图像转化为以扇形图像为构图单元的半色调掩体图像，并利用密钥生成随机半圆扇形密钥图像；然后参考随机扇形密钥图像，通过调整半色调掩体图像的随机转角来编码秘密信息；在恢复时，通过计算随机密钥图像与半色调掩体图像的叠加面积来重构秘密信息。与现有方法相比，本发明以随机密钥图像为参考模板，通过调整半色调马赛克掩体图像中的扇形转角来表达秘密信息，在表达过程中不会引入任何偏差，且本发明在恢复时完全依赖于密钥，没有正确的密钥将无法通过扇形图像叠加来提取秘密信息。

技术领域

本发明属于图像信息安全和数字图像信号处理交叉领域，涉及一种图像伪装及恢复方法，具体涉及一种基于扇形构图单元叠加的马赛克拼图伪装及恢复方法。

背景技术

为保证秘密信息传输的安全，人们提出了多种以图像为载体的信息隐藏方法，包括密写、分存、水印和伪装等。其中，基于拼图的马赛克伪装策略是一种典型的信息隐藏策略，这类方法是将密图划分的小块作为字典，通过拼图来产生有意义掩体。例如，Lai I J,2011(Lai I J,Tsai W H.Secret-fragment-visible mosaic image–a new computer artand its application to information hiding[J].IEEE Transactions on InformationForensicsSecurity,2011,6(3):936-945.)通过相似块替换，将密图伪装成与之相似的公开图像。Zhai S Y,2011(Zhai S Y,Li F,Chang C C,et al.A meaningful scheme forsharing secret images using mosaic images[J].International Journal of NetworkSecurity,2015,17(5):643-649)和张梦,2016(张梦,翟圣云,苏栋骐.基于马赛克技术的秘密图像共享改进算法[J].计算机应用研究,2016,33(11):3480-3484)采用Lai I J,2011相似的方法，通过相似块替换，将一幅密图隐藏在多幅公开图像中。为提高效率和降低匹配误差，Lee Y L,2014(Lee Y L,Tsai W H.A new secure image transmission techniquevia secret-fragment-visible mosaic images by nearly reversible colortransformations[J].IEEE Transactions on CircuitsSystems for VideoTechnology,2014,24(4):695-703)根据块均值和块标准差排序来建立密图和掩体划分小块的映射关系，由密图小块重构掩体图像。Hou D,2016(Hou D,Zhang W,Yu N.Imagecamouflage by reversible image transformation[J].Journal of VisualCommunicationImage Representation,2016,40:225-236)进一步引入均值聚类来对密图和掩体划分小块进行分类和匹配。为使密图和掩体划分小块之间的匹配均方误差更小，刘小凯,2018(刘小凯,姚恒,秦川.基于图像块分类阈值优化的改进可逆图像伪装[J].应用科学学报,2018,36(2):237-246)采用分类阈值优化算法来改进Hou D,2016。