基于拋物線插值圖像的可逆信息隱藏方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一種基于拋物線插值圖像的可逆信息隱藏方法，對(duì)原始圖像進(jìn)行插值得到插值圖像，然后在插值圖像上的插值像素中隱藏信息，應(yīng)用三個(gè)相鄰原始像素構(gòu)造拋物線，計(jì)算拋物線的插值和兩個(gè)相鄰原始像素的均值，根據(jù)他們的差值確定插值像素隱藏秘密信息的位數(shù)。由拋物線的開(kāi)口方向確定隱藏方式，將秘密信息藏在插值像素中，得到載密圖像。由于拋物線的插值和均值不變，提取時(shí)根據(jù)隱藏方法可得秘密信息；取出載密圖像中行和列均為偶數(shù)的像素，恢復(fù)原始圖像。本發(fā)明得到的插值圖像具有較大的隱藏容量，載密圖像具有較高的峰值信噪比。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于拋物線插值圖像的可逆信息隱藏方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域和信息安全領(lǐng)域，是一種基于拋物線插值圖像的可逆信息隱藏方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，信息安全問(wèn)題越來(lái)越突出。加密作為傳統(tǒng)的信息安全手段，如果加密信息在存儲(chǔ)和傳輸過(guò)程中被攻擊者截獲，加密后的密文會(huì)引起攻擊者的注意，存在一定的局限性。信息隱藏作為保證信息安全的一種方法，能夠克服信息加密中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)信息隱藏，存儲(chǔ)和傳輸?shù)氖请[藏秘密信息后的載密信息，載密信息與一般信息一樣，不會(huì)引攻擊者的注意?？赡嫘畔㈦[藏成為近年的研究熱點(diǎn)，在軍事和醫(yī)療等信息安全保護(hù)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0003]可逆信息隱藏是接收方收到載密信息后，在載密信息中提取秘密信息并能無(wú)損的恢復(fù)出原始的載體信息。已有的可逆信息隱藏方法包括基于無(wú)損壓縮方法、基于差分?jǐn)U展方法和基于直方圖偏移方法?；跓o(wú)損壓縮方法是將圖像中的部分信息通過(guò)無(wú)損壓縮算法壓縮，得到隱藏空間隱藏秘密信息，提取秘密信息后對(duì)壓縮信息解壓恢復(fù)出原始圖像?；诓罘?jǐn)U展方法中，兩個(gè)相鄰像素為I組隱藏I位秘密信息，修改相鄰兩個(gè)像素使他們差模2后的值等于秘密信息，差值與2的商為原來(lái)兩個(gè)像素的差值；恢復(fù)時(shí)先計(jì)算兩個(gè)相鄰像素的差值，用差值恢復(fù)秘密信息，修改兩個(gè)像素使他們的差等于這個(gè)差值，實(shí)現(xiàn)圖像的恢復(fù)。直方圖偏移方法中，統(tǒng)計(jì)載體圖像的直方圖，找出直方圖中峰值點(diǎn)和最小值點(diǎn)，在峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)像素中隱藏信息，修改圖像中最小值點(diǎn)與峰值點(diǎn)之間像素的值，使他們的值不等于像素隱藏信息后的值；恢復(fù)時(shí)先根據(jù)記錄的峰值提取秘密信息，再將圖像中最小值點(diǎn)與峰值點(diǎn)之間像素的值修改回去，實(shí)現(xiàn)載體圖像的恢復(fù)。
[0004]現(xiàn)有的幾類(lèi)可逆信息隱藏方法，雖然能夠較好的實(shí)現(xiàn)秘密信息的可逆隱藏，但其隱藏的信息容量較小，大多在Ibpp以下(bpp(bits per pixel)指每個(gè)像素中隱藏的秘密信息位數(shù))，當(dāng)需要隱藏的信息容量較大時(shí)不能滿足需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于拋物線插值圖像的大容量可逆信息隱藏方法，本方法的信息隱藏容量均在2bpp以上，同時(shí)載密圖像具有較高的峰值信噪比。
[0006]本發(fā)明一種基于拋物線插值圖像的可逆信息隱藏方法，包括如下步驟:
[0007]1、首先將大小為mXn原始圖像的每?jī)尚兄g插入一行，每?jī)闪兄g插入一列，第一行和第一列用相鄰的行和列進(jìn)行復(fù)制而得，其中坐標(biāo)為(1，1)的像素值由坐標(biāo)為(2，2)的像素值復(fù)制而得，得到大小為2mX2n的插值圖像，其中行和列坐標(biāo)均為偶數(shù)的像素為原始像素，其余像素為插值像素；根據(jù)原始像素確定一條拋物線，利用拋物線在插值像素處的值和周?chē)枷袼氐募訖?quán)均值計(jì)算插值像素的值；
[0008]2、隱藏信息時(shí)，以5X5的矩陣為單位，應(yīng)用同一方向上三個(gè)原始像素構(gòu)造拋物線，計(jì)算插值像素的拋物線插值；然后計(jì)算同一方向上兩個(gè)相鄰原始像素的均值，根據(jù)他們的差值確定插值像素隱藏秘密信息的位數(shù)；根據(jù)拋物線的開(kāi)口方向修改插值圖像中的插值像素，將秘密信息藏在插值像素中，得到載密圖像；
[0009]3、提取秘密信息時(shí)，同樣以5X5的矩陣為單位，首先計(jì)算插值象素隱藏秘密信息的位數(shù)，然后根據(jù)插值圖像和載密圖像中的插值像素值，計(jì)算隱藏秘密信息的值，將秘密信息的值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)，完成秘密信息的提?。?br> [0010]4、提取完秘密信息后，用所有行和列均為偶數(shù)的像素得到原始圖像，即可實(shí)現(xiàn)大容量的可逆信息隱藏方法。
[0011]所述步驟2隱藏信息時(shí)，隱藏方法的具體步驟包括:
[0012]( I)計(jì)算插值像素的拋物線插值為u和均值V
[0013]對(duì)原始圖像插值得到插值圖像后，以5X5的矩陣為單位進(jìn)行信息隱藏，設(shè)5X5的
矩陣為
【權(quán)利要求】
1.一種基于拋物線插值圖像的可逆信息隱藏方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)首先將大小為HiXn原始圖像的每?jī)尚兄g插入一行，每?jī)闪兄g插入一列，第一行和第一列用相鄰的行和列進(jìn)行復(fù)制而得，其中坐標(biāo)為(1，1)的像素值由坐標(biāo)為(2，2)的像素值復(fù)制而得，得到大小為2mX2n的插值圖像，其中行和列坐標(biāo)均為偶數(shù)的像素為原始像素，其余像素為插值像素；根據(jù)原始像素確定一條拋物線，利用拋物線在插值像素處的值和周?chē)枷袼氐募訖?quán)均值計(jì)算插值像素的值； (2)隱藏信息時(shí)，以5X5的矩陣為單位，應(yīng)用同一方向上三個(gè)原始像素構(gòu)造拋物線，計(jì)算插值像素的拋物線插值；然后計(jì)算同一方向上兩個(gè)相鄰原始像素的均值，根據(jù)他們的差值確定插值像素隱藏秘密信息的位數(shù)；根據(jù)拋物線的開(kāi)口方向修改插值圖像中的插值像素，將秘密信息藏在插值像素中，得到載密圖像； (3)提取秘密信息時(shí)，同樣以5X5的矩陣為單位，首先計(jì)算插值象素隱藏秘密信息的位數(shù)，然后根據(jù)插值圖像和載密圖像中的插值像素值，計(jì)算隱藏秘密信息的值，將秘密信息的值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)，完成秘密信息的提?。? (4)提取完秘密信息后，用所有行和列均為偶數(shù)的像素得到原始圖像，即可實(shí)現(xiàn)大容量的可逆信息隱藏方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于拋物線插值圖像的可逆隱藏方法，其特征在于，步驟(2)隱藏信息時(shí)，隱藏方法的具體步驟包括: (01)計(jì)算插值像素的拋物線插值為u和均值V 對(duì)原始圖像插值得到插值圖像后，以5X5的矩陣為單位進(jìn)行信息隱藏，設(shè)5X5的矩
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于拋物線插值圖像的可逆隱藏方法，其特征在于，步驟(3)、(4)提取秘密信息和恢復(fù)原始圖像的具體步驟: (01)確定隱藏位數(shù) 得到載密圖像和參數(shù)s，T后，同樣用5X5的矩陣為單位，根據(jù)隱藏方法計(jì)算插值像素的拋物線插值u和均值V,設(shè)d=u_v,如果I d I大于T,則令I(lǐng) d I =T ;根據(jù)I d I求出.6 =卜&#| + 1)」，因此在插值像素中隱藏秘密信息的位數(shù)為s+b ； (02)提取秘密信息 首先計(jì)算出插值像素的插值為y，設(shè)插值像素隱藏信息后的像素值為I’，插值像素中隱藏的秘密信息c=|y' _y I，將c轉(zhuǎn)換成s+b位二進(jìn)制秘密信息，完成該插值像素的提?。话措[藏順序提取5X5矩陣中所有的秘密信息，繼續(xù)下一個(gè)5X5矩陣，直到所有的插值像素都提取完，得到全部的秘密信息； (03)恢復(fù)原始圖像 取出載密圖像中所有行和列均為偶數(shù)的像素，組成新的圖像，即為原始圖像。
【文檔編號(hào)】H04N1/32GK103501400SQ201310484360
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】張顯全, 孫澤銳, 唐振軍, 俞春強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣西師范大學(xué)