[发明专利]图像隐藏和恢复的方法、设备和存储介质

摘要

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。

主权项

1.一种图像隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：初始化预设密钥k₁，k₂，k₃和k₄，从灰度区间[0，2ⁿ‑1]选取连续且不重合的p个区间，并在每个区间内选择1个值作为G_i，i＝0，1，…，p‑1；S2：输入分辨率为M×N的n阶灰度图像C＝(c_x，y)_M×N，c_x，y∈{0，1，…，2ⁿ‑1}，将灰度图像C转换为等大的p阶半色调图像C′＝(c′_x，y)_M×N；S3：将密钥k₁作为随机数种子，对每个G_i，i＝0，1，…，p‑1随机生成r个分辨率为H×W的样本小块S4：以密钥k₂为随机数种子，将所有样本小块按均值聚类为p个类别S₀，S₁，…，S_p‑1，剔除每个类别S_k中灰度值不为G_k的样本小块，其中k＝0，1，…，p‑1；S5：将每个类别S_k按均值聚类划分为2个类别S_k，0和S_k，1，从S_k，0和S_k，1中分别选取离S_k，0和S_k，1聚类中心位置最近的样本小块作为编码样本小块A_k，0和A_k，1；S6：以密钥k₃为随机数种子生成分辨率为M×N的2值参考图S＝(s_x，y)_M×N，S_x，y∈{0，1}，记秘密信息是长度为l的2值比特位串B＝(b_i)_l，b_i∈{0，1}，通过密钥k₄确定随机坐标序列T＝((x_i，y_i))_l，其中(x_i，y_i)∈M×N且随机坐标序列T中坐标两两不等，初始化空白含密掩体图S7：对于若(x，y)∈T且(x，y)对应为随机坐标序列T的第i个坐标，则从2值比特位串B中截取元素b_i并从编码样本小块A_k，0和A_k，1中选取表示b_i的编码样本小块；若则从编码样本小块A_k，0和A_k，1中随机选择一个编码样本小块；以(x·H，y·W)为左上角坐标，将选中的编码样本小块放置在空白含密掩体图C_final上；S8：重复S7至中的所有坐标处理完毕，得到含密掩体。