專利名稱：基于圖像的輪廓波信息隱藏方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息隱藏領(lǐng)域，特別是一種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法。
背景技術(shù)：
信息隱藏是多媒體信息安全、保密通信、電子對抗、版權(quán)保護(hù)等領(lǐng)域中一項(xiàng)非常重要的信息處理技術(shù)，其作用是在目前的計(jì)算環(huán)境下實(shí)施對多媒體載體版權(quán)的有效保護(hù)、對載體進(jìn)行內(nèi)容認(rèn)證以及確保載體版權(quán)安全等方面。其中信息隱藏方法的好壞直接關(guān)系到多媒體載體認(rèn)證、版權(quán)所有者確認(rèn)、電子對抗等方面的成功與否。在目前的現(xiàn)有技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)信息隱藏有以下兩種方式:第一種基于圖像空域特性的信息隱藏方法，該方法主要是對圖像的像素直接進(jìn)行信息隱藏，或者對圖像的空域統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行分析，通過改變圖像的空域特性進(jìn)行信息隱藏，該方法是有最低有效位(Least Significant Bit，LSB)，該方法以人類視覺模型為理論基礎(chǔ)，以視覺模型不易被感知為準(zhǔn)則，在圖像載體空間中的最不重要區(qū)域隱藏信息，該方法的優(yōu)點(diǎn)是是可嵌入的信息容量較大，不足的地方是隱藏的信息很容易被移除，因此，最低有效位方法在實(shí)際應(yīng)用中沒有得到較好的推廣。該方法中的另一個(gè)具體方式是Patchwork方法，該方法是對圖像的空域統(tǒng)計(jì)分布特性進(jìn)行分析，通過改變圖像的統(tǒng)計(jì)特性來隱藏信息。一般來說，基于圖像空域特性的信息隱藏方法在實(shí)現(xiàn)方面較為簡單，但該方法缺點(diǎn)是隱藏的信息很容易被移除，對有損壓縮、疊加噪聲、高斯濾波、旋轉(zhuǎn)、扭曲等攻擊的魯棒性較差。第二種基于圖像變換域特性的信息隱藏方法，主要是對整幅圖像或圖像的局部區(qū)域進(jìn)行某種數(shù)學(xué)變換(包括離散傅里葉變換、小波變換、離散余弦變換、Zernike變換、分?jǐn)?shù)階傅里葉變換、多尺度幾何分析如輪廓波變換、擴(kuò)散小波變換等)，修改整幅圖像或圖像局部區(qū)域的變換系數(shù)來隱藏信息。該方法基于圖像變換特性的信息隱藏方法優(yōu)點(diǎn)是具有明確的物理意義，并可以結(jié)合人類視覺感知模型和圖像自身的統(tǒng)計(jì)特性尋求信息的最優(yōu)隱藏空間，且不可感知性和魯棒性能得到較好地折中；同時(shí)與圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)兼容，該方法的缺點(diǎn)是對圖像旋轉(zhuǎn)、尺度變換、剪切、組合攻擊、扭曲等幾何攻擊的魯棒性較差。因此，如何設(shè)計(jì)出一種隱藏方法能夠抵抗圖像旋轉(zhuǎn)、尺度變換、剪切、組合攻擊、扭曲等幾何攻擊的信息的同時(shí)，當(dāng)只有部分圖像時(shí)，仍然可以通過這些提取或構(gòu)造的特征點(diǎn)來確定信息的具體隱藏位置，從而檢測出在圖像中隱藏的信息，便成為了亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一 種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法，以解決如何能夠抵抗圖像旋轉(zhuǎn)、尺度變換、剪切、組合攻擊、扭曲等幾何攻擊的信息的同時(shí)，當(dāng)只有部分圖像時(shí)，仍然可以通過這些提取或構(gòu)造的特征點(diǎn)來確定信息的具體隱藏位置，從而檢測出在圖像中隱藏的 目息的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法，其特征在于，包括:采用尺度不變特征變換提取原始圖像的特征點(diǎn)，構(gòu)造所述原始圖像的穩(wěn)定特征點(diǎn)，以所述穩(wěn)定特征點(diǎn)為圓心構(gòu)造圓形區(qū)域；采用最小生成樹方法構(gòu)造原始圖像的圓形特征區(qū)域，并去除不重疊的所述圓形特征區(qū)域，同時(shí)進(jìn)行歸一化處理；對歸一化處理后的所述圓形特征區(qū)域四周邊界進(jìn)行補(bǔ)零處理，得到一系列外接方形特征區(qū)域塊，并獲取構(gòu)造的多個(gè)局部不變特征圖像塊；對每個(gè)所述局部不變特征圖像塊實(shí)施輪廓波變換，并計(jì)算每個(gè)輪廓波系數(shù)的能量，按該能量大小進(jìn)行降序排序，選擇其中所述能量較大的輪廓波系數(shù)形成輪廓波系數(shù)向量，對該向量進(jìn)行修改；同時(shí)，選取一圖像作為隱藏的信息進(jìn)行二值化處理，以隱藏選取的圖像的二進(jìn)制信息；將含有所述隱藏圖像的每個(gè)局部不變特征圖像塊進(jìn)行輪廓波逆變換，得出含有所述隱藏圖像的圖像塊，并與沒有所述隱藏圖像的圖像塊進(jìn)行整合，得出與所述原始圖像對應(yīng)的含有隱藏圖像的圖。進(jìn)一步地,其中,所述輪廓波系數(shù)向量為X = (x1； X2,..., Xn ),其中η表示向量元素個(gè)數(shù)。進(jìn)一步地，其中，所述計(jì)算每個(gè)輪廓波系數(shù)的能量，進(jìn)一步為通過汝= ||5f(/J)|~，V/，j'e {O丄得出每個(gè)輪廓波系數(shù)的能量,其中Be(i, j)表示輪廓波系數(shù)。進(jìn)一步地，其中，所述將含有所述隱藏圖像的每個(gè)局部不變特征圖像塊進(jìn)行輪廓波逆變換，得出含有所述隱藏圖像的圖像塊，進(jìn)一步包括:將每個(gè)輪廓波系數(shù)中的方向子帶系數(shù)通過方向?yàn)V波器進(jìn)行多尺度重構(gòu)；在每個(gè)尺度上，采用拉普拉斯塔式重構(gòu)得到含有所述隱藏圖像后的局部不變特征圖像子塊；對每個(gè)含有所述隱藏圖像后的局部不變特征圖像塊#(〃，O進(jìn)行逆循環(huán)平移操作。進(jìn)一步地，其中，所述對每個(gè)含有所述隱藏圖像后的局部不變特征圖像塊 ( ，O進(jìn)行逆循環(huán)平移操作為:
權(quán)利要求
1.一種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法，其特征在于，包括: 采用尺度不變特征變換提取原始圖像的特征點(diǎn)，構(gòu)造所述原始圖像的穩(wěn)定特征點(diǎn)，以所述穩(wěn)定特征點(diǎn)為圓心構(gòu)造圓形區(qū)域； 采用最小生成樹方法構(gòu)造原始圖像的圓形特征區(qū)域，并去除不重疊的所述圓形特征區(qū)域，同時(shí)進(jìn)行歸一化處理； 對歸一化處理后的所述圓形特征區(qū)域四周邊界進(jìn)行補(bǔ)零處理，得到一系列外接方形特征區(qū)域塊，并獲取構(gòu)造的多個(gè)局部不變特征圖像塊； 對每個(gè)所述局部不變特征圖像塊實(shí)施輪廓波變換，并計(jì)算每個(gè)輪廓波系數(shù)的能量，按該能量大小進(jìn)行降序排序，選擇其中所述能量較大的輪廓波系數(shù)形成輪廓波系數(shù)向量，對該向量進(jìn)行修改；同時(shí)，選取一圖像作為隱藏的信息進(jìn)行二值化處理，以隱藏選取的圖像的二進(jìn)制信息； 將含有所述隱藏圖像的每個(gè)局部不變特征圖像塊進(jìn)行輪廓波逆變換，得出含有所述隱藏圖像的圖像塊，并與沒有所述隱藏圖像的圖像塊進(jìn)行整合，得出與所述原始圖像對應(yīng)的含有隱藏圖像的圖。
2.按權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法，其特征在于，所述輪廓波系數(shù)向量為X = (X1, X2,…，Xn)，其中η表示向量元素個(gè)數(shù)。
3.按權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法，其特征在于，所述計(jì)算每個(gè)輪廓波系數(shù)的能量，進(jìn)一步為通過五/7 = ||足仄./)||2，妁，./￡{0，1，"％1#-1}得出每個(gè)輪廓波系數(shù)的能量， 其中Bji，j)表示輪廓波系數(shù)。
4.按權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法，其特征在于，所述將含有所述隱藏圖像的每個(gè)局部不變特征圖像塊進(jìn)行輪廓波逆變換，得出含有所述隱藏圖像的圖像塊，進(jìn)一步包括: 將每個(gè)輪廓波系數(shù)中的方向子帶系數(shù)通過方向?yàn)V波器進(jìn)行多尺度重構(gòu)； 在每個(gè)尺度上，采用拉普拉斯塔式重構(gòu)得到含有所述隱藏圖像后的局部不變特征圖像子塊； 對每個(gè)含有所述隱藏圖像后的局部不變特征圖像塊K_(〃，1;)進(jìn)行逆循環(huán)平移操作。
5.按權(quán)利要求4所述的一種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法，其特征在于，所述對每個(gè)含有所述隱藏圖像后的局部不變特征圖像塊&_‘(〃>’)進(jìn)行逆循環(huán)平移操作為:'. B；'(if — k + Μ, V' — k + A7)J <u< k.\ <ν< kB V.) = ^ — k, ν — k\k <u< M Ji < V < N 其中k表示平移整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于圖像的輪廓波信息隱藏方法，能夠抵抗圖像旋轉(zhuǎn)、尺度變換、剪切、組合攻擊、扭曲等幾何攻擊的信息的同時(shí)，當(dāng)只有部分圖像時(shí)，仍然可以通過這些提取或構(gòu)造的特征點(diǎn)來確定信息的具體隱藏位置，從而檢測出在圖像中隱藏的信息；可以應(yīng)用到多媒體載體版權(quán)中以及保密通信、電子對抗等其他領(lǐng)域中；不僅可以實(shí)現(xiàn)信息隱藏方法良好的視覺不可感知性，察覺不出其中隱藏了信息的痕跡，還同時(shí)實(shí)現(xiàn)了信息隱藏不可感知性和魯棒性之間的平衡；通過在對局部不變特征圖像塊運(yùn)用輪廓波變換前，采用循環(huán)平移操作，較好地抑制了在圖像隱藏信息過程中產(chǎn)生的偽吉布斯現(xiàn)象。
文檔編號G06T7/00GK103093464SQ20131001533
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者劉金華 申請人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司