一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法技术

本发明专利技术提供一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法，通过更合适的扰动度量方法计算二值图像像素点翻转带来的失真情况，通过STC编码嵌入秘密信息，提高秘密信息的嵌入容量，得到载密图像，最后通过像素选择策略对载密图像进行后处理，得到用于信道传输的二值隐写图像。本发明专利技术得到的二值隐写图像相比以前的方法，视觉质量更高，安全性、抗检测能力更强。本发明专利技术考虑翻转像素点之间存在相互影响，还提出一种像素选择的后处理策略，得到视觉质量更高，更安全的二值隐写图像。本发明专利技术可用于信息安全特别是二值图像秘密信息传输方面。

【技术实现步骤摘要】
一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法
本专利技术涉及数字取证、信息安全领域，更具体地，涉及一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法。
技术介绍
随着科技的不断发展，数字取证和信息隐藏技术的不断进步，输入一张载体图片，信息隐藏技术能够在载体图像中写入秘密信息，并生成一张能够用于公共信道传输的隐写图像，对于这方面的技术，需要先找到载体图像的适合用于嵌入信息的像素点位置，在这部分像素点中通过隐写技术嵌入秘密信息，得到的隐写图像能够在公共信道中传输而不会被发现。二值图像是只有“0”和“1”两个值的图像，与灰度图像和彩色图像不同，在二值图像中进行信息隐藏需要通过翻转像素点实现，这可能会导致明显的视觉失真，因此必须通过扰动失真度量方法先找到图像中适合嵌入信息的位置，在这部分位置翻转像素点不会造成很明显的视觉失真，其次，采用一种矩阵嵌入的方法来提高图像的嵌入效率，最后得到潜入后的二值隐写图像。因此，得到一个视觉质量更好的，更不容易被检测到的二值隐写图像非常重要。在嵌入位置选择方面，已经有了很多种非常好的选择方法，例如基于图像边缘像素点的嵌入位置选择方法，这些方法认为图像边缘像素点翻转带来的视觉失真影响更低，通过跟踪图像边缘位置或者像素块的连通性来到边缘像素点，用这部分像素点进行信息嵌入，例如EAG[1],CPc[2]等，还有基于扰动失真度量的嵌入位置选择方法，这部分方法通过度量每个像素点翻转对图像带来的视觉失真或者安全性影响，得到每个像素点的翻转分数，根据分数高低来嵌入信息，例如SHUFFLING[3],FDM[4]等。以往的二值图像隐写方法大都不能找到非常理想的嵌入位置，导致生成的隐写后的二值图像在视觉上失真非常明显，甚至能够通过人眼察觉。在这种情况下，必须找到更好的扰动度量方法来衡量像素点翻转带来的扰动失真，同时，可以通过一些后处理的方法，得到视觉质量更高且更安全的二值隐写图像。参考文献：[1]H.CaoandA.C.Kot,“Onestablishingedgeadaptivegridforbilevelimagedatahiding,”IEEETrans.Inf.ForensicsSecurity,vol.8,no.9,pp.1508–1518,Sep.2013.[2]H.YangandA.C.Kot,“Pattern-baseddatahidingforbinaryimageauthenticationbyconnectivity-preserving,”IEEETrans.Multimedia,interlacenon-interlacevol.9,no.3,pp.475–486,Apr.2007.[3]M.WuandB.Liu,“Datahidinginbinaryimageforauthenticationandannotation,”IEEETrans.Multimedia,vol.6,no.4,pp.528–538,Aug.2004.[4]B.W.Feng,W.LuandW.Sun,“SecureBinaryImageSteganographyBasedonMinimizingtheDistortionontheTexture,”IEEETrans.Commun,vol.50,no.8,pp:1227-1231.[5]H.Lu,A.C.Kot,andY.Q.Shi,“Distance-reciprocaldistortionmeasureforbinarydocumentimages,”IEEESignalProcess.Lett.,vol.11,no.2,pp.228–231,Feb.2004.[6]J.ChengandA.C.Kot,“Objectivedistortionmeasureforbinarytextimagebasedonedgelinesegmentsimilarity,”IEEETrans.ImageProcess.,vol.16,no.6,pp.1691–1695,Jun.2007.[7]H.Yang,A.C.Kot,andS.Rahardja,“Orthogonaldataembeddingforbinaryimagesinmorphologicaltransformdomain—Ahigh-capacityapproach,”IEEETrans.Multimedia,vol.10,no.3,pp.339–351,Apr.2008.[8]H.YangandA.C.Kot,“Pattern-baseddatahidingforbinaryimageauthenticationbyconnectivity-preserving,”IEEETrans.Multimedia,interlacenon-interlacevol.9,no.3,pp.475–486,Apr.2007.[9]M.GuoandH.Zhang,“Highcapacitydatahidingforbinaryimageauthentication,”inProc.Int.Conf.PatternRecognit.,Aug.2010,pp.1441–1444.[10]K.L.ChiewandJ.Pieprzyk,“Blindsteganalysis:Acountermeasureforbinaryimagesteganography,”inProc.Int.Conf.Availability,Rel.Security,Feb.2010,pp.653–658.[11]K.L.ChiewandJ.Pieprzyk,“Binaryimagesteganographictechniquesclassificationbasedonmulti-classsteganalysis,”inInformationSecurity,PracticeandExperience.Berlin,Germany:Springer-Verlag,2010,pp.341–358.[12]K.L.ChiewandJ.Pieprzyk,“Estimatinghiddenmessagelengthinbinaryimageembeddedbyusingboundarypixelssteganography,”inProc.Int.Conf.Availability,Rel.Security,Feb.2010,pp.683–688.
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法，二值隐写图像相比以前的方法，视觉质量更高，抗检测能力更强。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法，包括以下步骤：S1：计算二值图像的扰动失真分数；S2：根据二值图像的扰动失真分数选择嵌入秘密信息的像素位置；S3：使用STC编码方法嵌入秘密信息；S4：通过像素选择策略对载密图像进行后处理，得到用于信道传输的二值隐写图像。在一种优选的方案中，二值图像隐写的具体步骤如下：11)假设输入的载体图像为X，使用一种扰动失真度量方法计算载体图像的扰动失真分数图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：计算二值图像的扰动失真分数；S2：根据二值图像的扰动失真分数选择嵌入秘密信息的像素位置；S3：使用STC编码方法嵌入秘密信息；S4：通过像素选择策略对载密图像进行后处理，得到用于信道传输的二值隐写图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：计算二值图像的扰动失真分数；S2：根据二值图像的扰动失真分数选择嵌入秘密信息的像素位置；S3：使用STC编码方法嵌入秘密信息；S4：通过像素选择策略对载密图像进行后处理，得到用于信道传输的二值隐写图像。2.根据权利要求1所述的基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法，其特征在于，二值图像隐写的具体步骤如下：11)假设输入的载体图像为X，计算载体图像的扰动失真分数图，记为D；12)把载体图像X和对应的扰动失真分数图D分块，分成大小为L×L的不重叠的图像块，同时把秘密信息m分成长度为n的不重叠的秘密信息块；13)丢掉载体图像中所有的全黑或者全白的像素块以及对应的分数图块，选择所有非全黑或者全白的像素块以及对应的分数图块，分别记为X’和D’；14)采用一个随即序列S去置乱X’和D’，对于第i个图像块，进一步将其分成l×l的超像素，每一个超像素的值由超像素中黑色像素点的奇偶性决定，超像素的扰动失真分数由超像素中最低分的扰动失真分数来代替，通过这个方法，能得到载体向量vector_x，通过STC编码方法嵌入第i个秘密信息段，得到载密向量vector_y，对比vector_x和vector_y，得到需要翻转的超像素的位置；15)对于每一个需要翻转的超像素，翻转其最低分的像素点；16)重复14)和15)步，直到所有的秘密信息都被成功嵌入；17)使用随即序列S去逆置乱X’，得到载密图像Y；18)对于载密图像Y，通过像素选择策略，得到视觉质量更高且更安全的二值隐写图像Y’。3.根据权利要求2所述的基于扰...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红梅，何李域，卢伟，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44