[发明专利]图像隐藏和恢复的方法、设备和存储介质

权利要求书

1.一种图像隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：初始化预设密钥k₁,k₂,k₃和k₄，从灰度区间[0,2ⁿ-1]选取连续且不重合的p个区间，并在每个区间内选择1个值作为G_i,i＝0,1,…,p-1；

S2：输入分辨率为M×N的n阶灰度图像C＝(c_x,y)_M×N,c_x,y∈{0,1,…,2ⁿ-1}，将灰度图像C转换为等大的p阶半色调图像C′＝(c′_x,y)_M×N；

所述S2的具体方法为：

S2-1：输入分辨率为M×N的n阶灰度图像C＝(c_x,y)_M×N,c_x,y∈{0,1,…,2ⁿ-1}；

S2-2：通过式(4)计算灰度图像C中的每个元素c_x,y的量化值c′_x,y，通过式(5)计算Δ_x,y；

c′_x,y＝G_i,c_x,y∈(P_i,P_i+1],i∈[1,p-1]|c_x,y∈[P₀,P₁],i＝0 (4)

其中，符号“|”表示或；

Δ_x,y＝c′_x,y-c_x,y (5)

S2-3：通过式(6)将Δ_x,y向c_x,y周围8邻域未经式(4)处理的像素c_u,v,(u,v)∈M×N且(u,v)∈{(x-1,y-1),(x-1,y),(x-1,y+1),(x,y-1),(x,y+1),(x+1,y-1),(x+1,y),(x+1,y+1)}进行扩散，其中N_c是c_x,y周围8邻域未经式(4)处理的像素数量；

其中，函数Range(x,0,2ⁿ-1)用于将x量化到[0,2ⁿ-1]之间，Range(x,0,2ⁿ-1)函数的作用是若x＜0，则输出0；若x＞2^n-1，则输出2^n-1；若x∈[0,2^n-1]，则输出x；

S2-4：重复S2-2～S2-3至灰度图像C中的所有元素c_x,y处理完毕，得到与灰度图像C等大的p阶半色调图像C′＝(c′_x,y)_M×N；

S3：将密钥k₁作为随机数种子，对每个G_i,i＝0,1,…,p-1随机生成r个分辨率为H×W的样本小块

S4：以密钥k₂为随机数种子，将所有样本小块按均值聚类为p个类别S₀,S₁,…,S_p-1，剔除每个类别S_k中灰度值不为G_k的样本小块，其中k＝0,1,…,p-1；

S5：将每个类别S_k按均值聚类划分为2个类别S_k,0和S_k,1，从S_k,0和S_k,1中分别选取离S_k,0和S_k,1聚类中心位置最近的样本小块作为编码样本小块A_k,0和A_k,1；

S6：以密钥k₃为随机数种子生成分辨率为M×N的2值参考图S＝(s_x,y)_M×N,s_x,y∈{0,1}，记秘密信息是长度为l的2值比特位串B＝(b_i)_l,b_i∈{0,1}，通过密钥k₄确定随机坐标序列T＝((x_i,y_i))_l，其中(x_i,y_i)∈M×N且随机坐标序列T中坐标两两不等，初始化空白含密掩体图

S7：对于若(x,y)∈T且(x,y)对应为随机坐标序列T的第i个坐标，则从2值比特位串B中截取元素b_i并从编码样本小块A_k,0和A_k,1中选取表示b_i的编码样本小块；若则从编码样本小块A_k,0和A_k,1中随机选择一个编码样本小块；以(x·H,y·W)为左上角坐标，将选中的编码样本小块放置在空白含密掩体图C_final上；

S8：重复S7至中的所有坐标处理完毕，得到含密掩体。