[发明专利]一种JPEG图像可逆数据隐藏方法

说明书

本发明公开了一种JPEG图像可逆数据隐藏方法，包括步骤:输入一幅JPEG图像，解析该JPEG图像的比特流，读取量化表，得到BITS和HUFFVAL两个序列，解析出JPEG图像量化DCT系数值的集合；计算各个频率位置的AC系数被选中用于嵌入时的均方差；计算哈夫曼码字长度增长表；计算各个频率位置嵌入时文件体积增长大小；计算各个频率位置的AC系数中绝对值为1的数量；计算每个数据比特的平均图像视觉失真值和平均文件大小变化值；计算每个频率位置的负指标，并对对应频率位置进行升序排列；根据零值AC系数数量对DCT块进行升序排列；综合上述排列序列挑选DCT块进行数据嵌入。本发明可减少图像视觉失真和熵编码比特流增加的数量，从而达到优化载密JPEG图像质量和文件大小的目的。

技术领域

本发明涉及多媒体信息安全技术领域，特别涉及一种JPEG图像可逆数据隐藏方法。

背景技术

JPEG图像是一种有损图像压缩格式，具有高压缩率和高保真的特征，在互联网中应用广泛。JPEG图像可逆数据隐藏技术利用人的视觉冗余和图像的数据冗余，可以把秘密信息隐藏在JPEG图像中而不被他人觉察。隐藏了秘密信息的JPEG图像称为载密JPEG图像，秘密信息可以从载密JPEG图像中完整地提取出来，提取秘密信息后载密JPEG图像可以无损地恢复到原JPEG图像。JPEG图像可逆数据隐藏技术可以应用在军事图像和医学图像中，具有重要的实用价值。

Wedaj等人提出的基于DCT系数选择策略的JPEG图像可逆数据隐藏方法(F.T.Wedaj,S.Kim,H.J.Kim,and F.Huang,“Improved Reversible DataHiding in JPEGImages Based on New Coefficient Selection Strategy,”EURASIP Journal on Imageand Video Processing,vol.2017,no.1,p.63,2017)和Hou等人提出的基于DCT频率选择策略和DCT块选择策略的JPEG图像可逆数据隐藏方法(D.Hou,H.Wang,W.Zhang,and N.Yu,“Reversible data hiding in JPEGimage based on DCT frequency and blockselection,”Signal Processing,vol.148,pp.41–47,2018)都是一种优化载密JPEG图像视觉质量的方法，存在载密JPEG图像文件大小增加明显的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种JPEG图像可逆数据隐藏方法，此方法可尽可能减少熵编码比特流增加的数量，从而达到优化载密JPEG图像文件大小的目的。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种JPEG图像可逆数据隐藏方法，包括步骤：

步骤一：输入一幅JPEG图像，解析该JPEG图像的比特流，从JPEG图像的头部DHT部分读取量化表Q，得到BITS和HUFFVAL两个序列，读取DCT系数的熵编码比特流，解析出JPEG图像从左到右，从上到下排序的第i个块中量化DCT系数值d_i(u,v)的集合D_i＝{d_i(u,v)}；

步骤二：根据量化表中的条目q(u,v)计算当前频率位置(u,v)的AC系数被选中用于嵌入时的均方差E(u,v)：

其中，N表示图像中块的数量；

步骤三：根据JPEG标准协议，由BITS和HUFFVAL计算得到R/C哈夫曼码字长度表hclt，hclt表中包含熵编码所有中间符号R/C需要的哈夫曼码字长度，基于R/C哈夫曼码字长度表整理得到哈夫曼码字长度增长表hcit；