[发明专利]用于JPEG图像中敏感区域的内容保护方法和恢复方法

说明书

本发明公开了一种用于JPEG图像中敏感区域的内容保护方法和恢复方法，内容保护方法包含步骤：由用户选定需要保护的一个或多个敏感区域；将包含所选区域的JPEG图像子块进行随机置乱，并把每个被置乱子块的原始编号可逆地嵌入到该子块DCT系数中；然后将所有敏感区域的位置信息可逆地嵌入到整幅图像的DCT系数中；进而得到受保护的JPEG图像。恢复方法采取相反的步骤，首先从受保护的JPEG图像DCT系数中提取信息找出所有被置乱的子块，并从各个被置乱子块中提取出原始编号，根据原始编号调整子块位置即可恢复原始图像。采用该方法保护JPEG图像内容，未授权的用户只能看到未保护的非敏感区域，而被授权用户可以通过恢复方法无失真地还原出原始图像。

技术领域

本发明属于数字图像内容保护及可逆信息隐藏和恢复领域，具体涉及一种基于JPEG图像与可逆数据隐藏的内容保护方法和恢复方法。

背景技术

近年来，通过云存储或社交媒体共享照片变得越来越流行，与此同时，私人照片隐秘性的保护也越来越具有挑战性，这些应用场景一方面方便了用户，另一方面也带来了安全隐患。一幅图像往往会出现敏感的区域，这些区域可能包含特定的人、事物、背景等，在图像传播出去后会给用户的生活带来麻烦或隐患。受手机等智能设备存储空间的限制，用户选择将一些带有个人隐私的图像上传至社交平台或者私有云存储器，然而社交平台和一些云存储服务器也不是无懈可击的，一些国内外社交平台和云存储服务商均发生过被黑客攻击，用户的敏感隐私图像遭到泄露的情况。

常见的保护图像内容不被泄露的方法有加密技术和可逆数据隐藏技术。加密技术在一定程度上解决了私密信息的泄露问题，但是密文中具有特殊形式的乱码有可能会引起攻击者的注意，增加秘密信息被破解的可能性。可逆数据隐藏技术是一种将信息隐秘地嵌入到图像、视频、音频中的技术，该技术保证提取嵌入信息的同时能够完全无误地恢复原始数据，这样不仅保护了秘密文件的内容，也能在通信过程中避免引起攻击者的注意。

现有的图像内容保护方法，一类方法是对整张图像进行加密，这类方法虽然实现了对内容的保护，但是由于对整张图像进行加密，增加了存储图像所需的空间和网络的传输带宽，并且非授权用户看不到受保护图像的非敏感区域。另外一类则是能够对局部敏感区域进行保护，但无法保证授权用户完全无失真地取得原始图像。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺点与不足，提供一种用于JPEG图像中敏感区域的内容保护方法和恢复方法，采用该方法可保护选定的局部敏感区域不向非授权用户公开，同时被授权用户可以采用恢复方法无失真地还原出原始图像。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：用于JPEG图像中敏感区域的内容保护方法，包括步骤：

在原始JPEG图像上选定需要进行保护的敏感区域，记录每个区域的位置信息；

对原始JPEG图像进行熵解码，得到图像对应量化后的DCT系数，把量化后DCT系数拆分成子块；分别对每个敏感区域内所有子块进行编号；

对每个需要进行保护的敏感区域，将区域内所有子块进行随机置乱，并把每个被置乱子块的原始编号可逆地嵌入到该子块AC系数中；

把每个需要保护的敏感区域的位置信息可逆地嵌入到该图像AC系数中；

进行熵编码，生成受保护的JPEG图像。

优选的，选取的敏感区域为矩形，记录每个矩形区域的位置信息，位置信息包括该矩形区域左上角的坐标以及区域的宽和高，图像左上角作为坐标系的原点，X坐标正方向水平向右，Y坐标正方向垂直向下。

优选的，对每个需要保护的敏感区域，按一定顺序扫描区域内各子块并按此顺序对各子块进行编号，将每个子块对应编号可逆地嵌入到该子块选定的AC系数中。