基于编码压缩的加密图像可逆信息隐藏方法技术

本发明专利技术公开了一种基于编码压缩的加密图像可逆信息隐藏方法，在加密之前将原始图像分为预测区域和非预测区域，计算预测区域像素预测值得到预测差值，对预测差值进行无损压缩，得到压缩数据；然后，随机生成载体数据，将非预测像素、压缩数据和载体数据进行加密重构图像。为了正确恢复原始图像，需确定码表隐藏信息，将码表信息和秘密信息一起隐藏在载体数据中实现可逆隐藏。对于载密图像，首先在载体数据中提取秘密信息，然后对非预测像素和压缩数据进行解密，根据码表信息将压缩数据进行解压得到预测差值，最后根据非预测像素和预测差值无损恢复原始图像。本发明专利技术方法相比于现有方法具有较大的隐藏容量，能完全实现可逆隐藏，实际应用价值大。

A reversible information hiding method for encrypted image based on coding compression

The invention discloses an image encryption and hiding technique based on reversible information encoding, encryption before the image into regional and non regional forecast forecast, prediction of regional pixel prediction to forecast the difference of lossless compression to the prediction error, compressed data; then, randomly generated vector data, the non pixel prediction data compression, data encryption and carrier image reconstruction. In order to restore the original image correctly, to determine the hidden information table, the table information and the secret information hidden with reversible data hiding in carrier. For the stego image, the first secret information extraction in vector data, and then decrypts the non pixel prediction and data compression, according to table information will extract the difference between the predicted data compression, according to the forecast and prediction of non pixel difference nondestructive to restore the original image. Compared with the existing methods, the method has large hidden capacity and can fully realize reversible hiding, and has great practical application value.

【技术实现步骤摘要】
基于编码压缩的加密图像可逆信息隐藏方法
本专利技术涉及信息安全领域和计算机
，特别是一种基于编码压缩的加密图像可逆信息隐藏方法。
技术介绍
加密图像的可逆信息隐藏方法是在不知道原始载体图像的情况下,直接将秘密信息嵌入到加密图像中，并在解密及信息提取后能够无损恢复出原始载体图像。载体图像以密文的形式传输或存储，同时确保载体图像和秘密信息安全性。在军事、商业、医疗和司法证据等对载体图像要求较高的领域具有广泛应用。例如,患者的医学图像加密后上传到医院的服务器或云中,管理者可将图像的相关信息,如所有者信息、拍摄时间、拍摄部位等嵌入到对应的密文中,通过提取嵌入信息和比对相应的关键词,可实现对密文图像的快速检索。目前加密图像可逆信息隐藏大致可分为两类：第一类是未对原始图像进行预处理，直接对原始图像加密，将秘密信息隐藏在加密图像中。如通过对每个加密图像块最低3位有效位取反来嵌入1bit数据，接收端提取秘密信息后，利用空间相关性恢复载体图像。这类方法隐藏容量较小，并且恢复的载体图像可能存在错误，不能完全实现可逆隐藏。为此，研究人员利用低密度校验码(LDPC)、STC编码和湿纸编码等方法无损压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于编码压缩的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)确定载体数据设原始未压缩的灰度图像I的大小为H×W，I(i,j)(0≤I(i,j)≤255,1≤i≤H,1≤j≤W)表示图像的像素值，图像像素预测区域为Ω＝{(i,j):3≤i≤H,3≤j≤W‑1}；对于像素I(i,j)，若

【技术特征摘要】
1.一种基于编码压缩的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)确定载体数据设原始未压缩的灰度图像I的大小为H×W，I(i,j)(0≤I(i,j)≤255,1≤i≤H,1≤j≤W)表示图像的像素值，图像像素预测区域为Ω＝{(i,j):3≤i≤H,3≤j≤W-1}；对于像素I(i,j)，若则不对I(i,j)进行预测；若(i,j)∈Ω，则采用AGSP预测算子对像素进行预测，设当前像素I(i,j)的预测值为I'(i,j)，原始像素与预测值的差值为D(i,j)，则D(i,j)＝I'(i,j)-I(i,j)，F为非预测像素与预测差值数据组成大小为H×W的矩阵，则有：F中非预测像素为原始图像的前两行、前两列和最后一列，设非预测像素二进制串为E0，大小为l0，则有：l0＝(2×W+3×(H-2))×8＝16×W+24×H-48利用Huffman编码对F中预测差值数据进行压缩，设压缩后的二进制串为E1，其长度为l1，由于原载体图像的大小为H×W×8，令：R＝H×W×8-l1-l0随机生成大小为R的二进制串，将E0、E1和大小为R的二进制串重构得到图像数据G，通过秘钥seed生成大小为H×W×8伪随机二进制串C，将C中的二进制串与G中的二进制串进行异或运算得到加密图像，随机生成大小为R的二进制串加密后成为载体数据；(2)确定码表隐藏信息由于对图像进行Huffman压缩，因此需要压缩的码表才能正确恢复图像，码表由编码和其对应值两部分组成，设c＝{c1,c2,…,cn}为编码，编码对应值为e＝{e1,e2,…,en}，通过对码表进行隐藏，在恢复图像时提取码表对原始图像进行恢复；由于每个编码的长度不相同，提取时需要知道每个编码的长度，因此需要隐藏每个编码的长度信息，并将这些信息转换成二进制数据进行信息隐藏；(2.1)计算编码长度隐藏信息为了能正确提取编码长度，隐藏每个编码的长度信息位数都要相同，设bi(1≤i≤n)为编码ci的长度，bi的隐藏二进制串为ri，令：M1＝max{b1,b2,…,bn}设M1的二进制位数为k1，则有：将bi(1≤i≤n)转换为二进制串，若这些二进制串长度不足k1位，则对高位补0，使bi的二进制位长度都为k1，这样可得编码长度bi的k1位二进制隐藏信息ri；(2.2)计算编码对应值隐藏信息每个编码对应值是图像的预测差值，由于预测差值有正有负，有大有小，需确定最长的位数及正负情况，令：M2＝max{|e1|,|e2|,…,|en|}将M2转化成二进制串，则该二进制串的位数为为了能正确提取编码对应值，隐藏编码二进制串的位数都要相同，且需要1位符号位，设编码对应值隐藏信息的二进制数长度为k2，则：设pi(1≤i≤n)为ei的二进制串，pi(j)(1≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞春强，张显全，唐振军，侯晓杰，郑桂平，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西,45