[发明专利]图像隐藏和恢复的方法、设备和存储介质

说明书

本发明属于图像信息安全和数字图像信号处理交叉领域，公开了一种图像隐藏和恢复的方法、设备和存储介质，通过将产生的不同灰度阶黑白噪点小块作为候选样本小块，经由二次聚类编码滤除不同灰度阶相似样本小块来筛选同一灰度阶编码样本小块用于秘密信息编码表示。最后通过随机2值参考图结合随机嵌密位置来放置不同灰度阶的编码样本小块产生含密掩体。在恢复时，由密钥产生编码样本小块，结合2值参考图和嵌密位置提取秘密信息。同现有方法相比，本发明可生成视觉质量良好的有意义图像，不会产生任何拼接痕迹，也不涉及任何修改嵌入，具有较好的抗攻击能力；无论秘密信息如何嵌入，含密掩体均可等质量地无损恢复为多阶半色调掩体图像，且嵌入和提取过程完全依赖于用户密钥，具有较高的安全性。

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，涉及一种图像隐藏和恢复的方法、设备和存储介质。

背景技术

传统信息隐藏方法一般采用修改式嵌入方法，如关于密写的文献：YANG T,2017(YANG T,CHEN H.Matrix embedding in steganography with binary Reed–Mullercodes[J].Iet Image Processing,2017,11(7):522-529)，毛炳华,2019(毛炳华,王子驰,张新鹏.基于DCT域相关性的非对称JPEG隐写[J].计算机科学,2019,46(01):203-207)；分存的文献：邵利平,2018(邵利平,乐志芳.基于DCT的多门限渐进秘密图像分存方案[J].信息网络安全,2018(3):54-62)，黄燕燕,2018(黄燕燕，邵利平.结合EMD-cl嵌入的多载体密图分存方法[J].中国图象图形报,2018,23(8):1108-1130)，欧阳显斌,2017(欧阳显斌,邵利平,乐志芳.非等量备份和双认证自修复有限域图像分存[J].软件学报,2017,28(12):3306-3346)以及水印的文献：SU Q,2017(SU Q,CHEN B.Robust color imagewatermarking technique in the spatial domain[J].Soft Computing,2017.22(1):91-106)等。但修改式嵌入不可避免地会在载体中留下修改痕迹，难以抵抗密写分析的检测。为了解决这个问题，人们提出了搜索式无载体信息隐藏，相对于传统修改嵌入式信息隐藏，它强调的是不需要额外的嵌入载体，直接由秘密信息驱动，通过预先建立的大规模自然载体数据集中选取合适的自然载体来表达秘密信息，例如，ZHOU Z L,2015(ZHOU Z L,SUN H Y,et al.Coverless image steganography without embedding[C]//InternationalConference on Cloud Computing and Security.Springer International Publishing,2015:123-132)，吴建斌,2018(吴建斌,贾炎柯,刘逸雯.基于图像编码及拼接的无载体信息隐藏[J].华南理工大学学报(自然科学版),2018,46(05):38-44)，周志立,2016(周志立,曹燚,孙星明.基于图像Bag-of-Words模型的无载体信息隐藏[J].应用科学学报,2016,34(5):527-536)。

但这类方法存在的普遍问题是，利用自然未修改载体表达不相关秘密信息，单载体嵌入容量极低，从大规模自然载体数据集中寻找合适未修改载体，需要搜索的数据量呈几何级数增加，即使借助倒排索引，存储和维护也是一个沉重的负担。