[发明专利]一种面向密文图像信息隐藏的随机插值方法

摘要

本发明公开了一种面向密文图像信息隐藏的随机插值方法，其特征是，包括如下步骤：1)插值图像及伪随机发生器的初始化；2)计算奇数行和奇数列的像素；3)计算除最后一列以外的奇数行和偶数列的像素；4)计算除最后一行以外的偶数行和奇数列的像素；5)计算除J(2M‑1,2N‑1)以外的偶数行和偶数列的像素；6)计算最后一列的像素；7)计算最后一行的像素。这种方法生成的插值图像由密钥控制，不同输入密钥将得到不同的插值图像，而且所有插值图像的直方图均近似均匀分布，克服了常见图像插值方法的不足，具有较高的安全性。

主权项

1.一种面向密文图像信息隐藏的随机插值方法，其特征是，包括如下步骤：1)插值图像及伪随机发生器的初始化：设密文图像I的大小为M×N，生成一个大小为2M×2N的插值图像J，其中J的所有像素取值均为零，将密钥S设置为伪随机发生器的种子，其中伪随机发生器生成的随机数的取值区间为[0,1]；2)计算奇数行和奇数列的像素：设I(i,j)为密文图像I的第i+1行和第j+1列的像素，其中，0≤i≤M‑1，0≤j≤N‑1；J(u,v)为插值图像J的第u+1行和第v+1列的像素，其中，0≤u≤2M‑1，0≤v≤2N‑1，然后进行赋值计算J(2i,2j)＝I(i,j)，其中，0≤i≤M‑1，0≤j≤N‑1；3)计算除最后一列以外的奇数行和偶数列的像素：使用随机数服从均匀分布的伪随机发生器生成随机数w1，然后进行插值计算J(2i,2j+1)＝J(2i,2j)×w1+J(2i,2j+2)×(1‑w1)，其中0≤i≤M‑1，0≤j≤N‑2；4)计算除最后一行以外的偶数行和奇数列的像素：使用随机数服从均匀分布的伪随机发生器生成随机数w2，然后进行插值计算J(2i+1,2j)＝J(2i,2j)×w2+J(2i+2,2j)×(1‑w2)，其中0≤i≤M‑2，0≤j≤N‑1；5)计算除最后一行和最后一列之外的偶数行和偶数列的像素：设min{}和max{}分别表示取集合的最小值和最大值，计算P1＝min{J(2i,2j),J(2i+2,2j),J(2i,2j+2),J(2i+2,2j+2)}和P2＝max{J(2i,2j),J(2i+2,2j),J(2i,2j+2),J(2i+2,2j+2)}，使用随机数服从正态分布的伪随机发生器生成随机数w3，计算随机扰动值d1＝Round(P1×w3)和d2＝Round((255‑P2)×w3)，使用随机数服从均匀分布的伪随机发生器生成随机数w4，如果0≤w4<0.15，那么J(2i+1,2j+1)＝P1‑d1；如果0.15≤w4<0.4，那么J(2i+1,2j+1)＝P1；如果0.4≤w4<0.5，那么J(2i+1,2j+1)＝mod(P1+d1,256)；如果0.5≤w4<0.6，那么J(2i+1,2j+1)＝abs(P2‑d2)；如果0.6≤w4<0.85，那么J(2i+1,2j+1)＝P2；如果0.85≤w4≤1.0，那么J(2i+1,2j+1)＝P2+d2，其中Round(·)为取整函数，mod(·,·)为模运算函数，abs(·)为取绝对值函数，0≤i≤M‑2和0≤j≤N‑2；6)计算最后一列的像素：使用伪随机发生器生成随机数w5，计算k＝mod(Round(w5×248),2N‑1)，然后进行赋值计算J(i,2N‑1)＝J(i,k)，其中0≤i≤2M‑2；7)计算最后一行的像素：使用伪随机发生器生成随机数w6，计算k＝mod(Round(w6×248),2M‑1)，然后进行赋值计算J(2M‑1,j)＝J(k,j)，其中0≤j≤2N‑1。