[发明专利]基于像素置换的自适应可逆信息隐藏方法

说明书

本发明涉及一种基于像素置换的自适应可逆信息隐藏方法。本发明通过构造了更高效的可嵌单位，并且针对不同载体图像的特点对其可嵌区域的EPP的灰度趋势进行差异化编码，最终通过像素置换嵌入信息。本算法在结合可嵌条件在提升嵌入容量的同时避免隐写过程给图像视觉质量造成过大影响。此外，增加了基于灰度趋势特征的可嵌像素对自适应预编码过程，更大程度上增加了算法嵌入容量。最后，采用像素置换的方式嵌入密位，使得算法具有灰度直方图稳定性。

技术领域

本发明涉及一种基于像素置换的自适应可逆信息隐藏方法。

背景技术

随着文本加密技术在网络安全领域的广泛应用，其不足之处也 越来越明显，如针对文本加密的破解分析越来越多，文本加密所需 的密钥尺寸越来越大，文本加密几乎无法保证密文也是人类可读 的。因此，为了满足信息在安全性上的更高要求,图像信息隐藏,又称图像隐写成为网络安全领域的新热点。

根据算法是否具有可逆性，图像信息隐藏可被分为可逆信息隐 藏与不可逆信息隐藏。可逆性指隐写图像在经过秘密信息提取后能 还原成隐写前的载体图像，这一特性使得接收者可在提取秘密信息 之后将它从隐写图像中完全剔除，避免残留信息遭受攻击，且还使 得载体图像可以无差别循环利用。不可见性与嵌入容量是衡量图像 信息隐藏算法性能的两大重要指标，前者衡量了载体图像在秘密信 息嵌入前后的差别，后者衡量了在某算法下载体图像所能容纳的密 位最大量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种基于像素置 换的自适应可逆信息隐藏方法。本发明能够有效提高可逆信息隐藏 性能。

本发明设计了更稠密的载体图像分割方法与相应的可嵌对筛选 条件，根据可嵌区域灰度趋势特点对可嵌对进行自适应预编码，再 利用Huffman压缩算法对编码进行压缩，最后在空余位实现可逆信 息隐藏。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案具体步骤如下：

步骤1：可嵌像素对搜索

步骤1.1.首先将矩形数阵分割成若干个不重叠2×3像素块， 设载体图像像素尺寸为M×N，其像素块个数n计算公式如下：

若由于载体图像尺寸问题，小部分像素不能按此构成2×3像素 块则不对该部分像素进行任何后续处理；

在空间域上,灰度载体图像可被看作是由像素灰度值按一定顺 序排列组成的矩形数阵,可嵌像素对是该方法提出的密位嵌入单元；

步骤1.2.将发送者与接收者事先分享好的密钥的每一位按顺序 分配给每个像素块，密钥为伪随机二进制序列，且密钥长度与被嵌 入像素块数一致；

若像素块被分配到的密钥位为1，则将该像素块分割为两个类 型1像素对；若像素块被分配到的密钥位为0，则将该像素块分割 为两个类型0像素对；

经过步骤1.1和1.2载体图像中的所有像素对已被密钥唯一确 定并得到；

步骤1.3.考虑到像素置换在之后过程中的有效性以及信息隐藏 的不可见性,需要从所有像素对中筛选出全部EPP用于之后的密位 嵌入过程，具体可嵌条件如下：

条件(1)：经过某一密钥唯一确定了载体图分割结果后，对于确 定类型的像素对，其对应类型的EPP的两个端点像素值必须不相 等，其中不同类型像素对的端点像素位置不同；

条件(2)：EPP内三个像素值中最大值与最小值的差必须小于阈 值T；

具体公式体现如下：

|a_ep1-a_ep2|＞0 (2)