[发明专利]基于最优化失真修改阻止隐蔽传输的方法

摘要

本发明提出了一种基于最优化失真修改阻止隐蔽传输的方法。通过轻微修改图像数据来破坏秘密数据的提取，同时将修改位置集中在图像失真最小的区域并选择最佳的修改方向以最小化图像失真，使得修改后的图像仍保持较高的质量。即在最优化图像失真的条件下完全破坏图像中的秘密数据，以达到阻止秘密数据传输的目的。本发明同时适用于未压缩图像与JPEG图像。

主权项

1.一种基于最优化失真修改阻止隐蔽传输的方法，其特征在于，通过轻微修改图像数据来破坏秘密数据的提取，同时将修改位置集中在图像失真最小的区域，并选择最佳的修改方向以最小化图像失真，使得修改后的图像仍保持较高的质量；设待修改图像包含n个元素，第i个元素表示为x_i，其中i∈{1,2,…,n}；设有w个失真代价函数能够利用，第j个失真代价函数分配给x_i的代价值为其中j∈{1,2,…,w}，即每个图像元素对应w个代价值；本方法包括修改优先值计算阶段、修改位置确定阶段，以及修改方向确定阶段，具体步骤如下：(1)、将各失真代价函数分配给n个图像元素的n个代价值的范围分别限制在0～1之间，如式(1)所示，使得各失真代价函数分配的代价值范围相同；(2)、对所有图像元素{x₁,x₂,…,x_n}均计算w个失真代价函数分配的w个代价值的平均值如式(2)所示：(3)、按照式(3)计算各平均代价值的倒数{θ₁,θ₂,…,θ_n}；(4)、将{θ₁,θ₂,…,θ_n}从大到小排序，设排序后的值为{θ′₁,θ′₂,…,θ′_n}，与{θ′₁,θ′₂,…,θ′_n}对应的图像元素分别为{x′₁,x′₂,…,x′_n}；设图像元素的修改比例为r，其中0<r<1，则需要修改的图像元素为{x′₁,x′₂,…,x′_k}，其中k＝round(r×n)，round(·)表示四舍五入；由经验得知：对未压缩图像，元素的修改比例r设为0.01；对JPEG图像，元素的修改比例r按式(4)计算，其中QF为JPEG压缩的质量因子：(5)、对{x′₁,x′₂,…,x′_k}分别计算其预测值计算方法如下：设将图像以二维形式表示后，元素x_i对应x_u,v，u∈{1,2,…,M},v∈{1,2,…,N}，其中M和N是图像尺寸；对未压缩图像用式(5)计算x_u,v的预测值对JPEG图像则用式(6)计算x_u,v的预测值超出图像边沿的元素通过对称填充的方式获得；若元素x_u+1,v超出图像边沿，则用x_u‑1,v代替：(6)、计算出{x′₁,x′₂,…,x′_k}的预测值后，根据式(7)修改{x′₁,x′₂,…,x′_k}，修改后的元素为{x″₁,x″₂,…,x″_k}，至此图像数据的修改完成。