基于信息隐藏的图像保护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于信息隐藏的图像保护方法，通过确定图像的平滑区域和纹理区域，针对不同的区域采用不同的数据表示方法确定保护信息。对纹理区域，计算每个纹理块的权重，通过权重确需要进行保护纹理块，将块内所有像素的高

【技术实现步骤摘要】
基于信息隐藏的图像保护方法
本专利技术涉及信息安全领域和计算机
，特别是一种基于信息隐藏的图像保护方法。
技术介绍
在大数据时代，人们对数据信息的依赖程度越来越高。一方面，信息已经成为一种崭新的资产，在政治、经济、军事、教育、科技和生活等方面发挥着重要的作用；另一方面，由此而带来的信息安全问题正变得日益突出。由于信息具有易传输、易扩散、易破损的特点，如何确保数据安全已成为了人们关注的焦点。图像作为大数据的重要组成之一，在传输或存储过程中易收到噪声或剪切等干扰，导致接受者无法正确获取图像内容。当图像受噪声干扰后，人们可采用空间域滤波、变换域滤波、偏微分方程、变分法、形态学噪声滤除器等方法去噪，一定程度上恢复图像内容。为了进一步的保护图像边缘或纹理，研究人员提出一系列保边缘或纹理的去噪算法，取得较好的效果，但若图像受到大面积剪切，目前的方法不能较好的恢复。信息隐藏技术作为信息安全的重要研究领域，是将秘密信息嵌入到载体中，让截获者不易察觉到隐秘信息的存在，从而实现信息的安全保护，主要包括匿名技术、隐蔽通道、数字水印与隐写术等。信息隐藏技术可广泛应用于数据保密、知识产权保护、数据的不可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于信息隐藏的图像保护方法，其特征在于，包括具体步骤如下：(1)设图像F的大小为H×W，f(i,j)为图像中(i,j)位置的像素值，其中1≤i≤H，1≤j≤W；定义1：设f(i,j)和f(i1,j1)为图像中两个像素，i和i1为行下标，j和j1为列下标(1≤i≤H，1≤j≤W，1≤i1≤H，1≤j1≤W)，若

【技术特征摘要】
1.一种基于信息隐藏的图像保护方法，其特征在于，包括具体步骤如下：(1)设图像F的大小为H×W，f(i,j)为图像中(i,j)位置的像素值，其中1≤i≤H，1≤j≤W；定义1：设f(i,j)和f(i1,j1)为图像中两个像素，i和i1为行下标，j和j1为列下标(1≤i≤H，1≤j≤W，1≤i1≤H，1≤j1≤W)，若则称F(i,j,n)为图像中大小为n×n的一个块；对于F(ik,jk,n)和F(it,jt,n)(k≠t)，若：则F(ik,jk,n)和F(it,jt,n)是两个相交的块；定义2：在一个块的集合中，若其中一个块与其他块均不相交，则称该块为独立块；定义3：在一个块的集合中，任一个块至少与该集合中的另一块相交，则称该集合为相交块集合；用V(F(ik,jk,n),F(it,jt,n))表示F(ik,jk,n)和F(it,jt,n)两个块的相交点数，若F(ik,jk,n)和F(it,jt,n)不相交，则V(F(ik,jk,n),F(it,jt,n))＝0；(2)计算图像纹理区域保护信息计算图像边缘，将图像分成大小为8×8的独立块，计算每一图像块的权重，根据权重大小确定纹理块；设F(i,j,8)的均值和方差分别记为ei,j和σi,j，在F(i,j,8)中的边缘点个数为pi,j，令：则称wi,j为F(i,j,8)的权重；权重越大，说明该块内纹理变化较大且边缘点数较多，该块越重要，需要对这些数据进行保护；若wi,j>ε，则F(i,j,8)为纹理块，其中ε为纹理块权重阈值；按上述方法对纹理块的按权重进行排序，在纹理块中依次选取Q个权重值较大的块为保护块，若Q大于所有的权重块数，则选取所有的权重块，对这些块中的信息通过信息隐藏实现保护，并对已选的纹理块进行标记，标记的像素不再参与平滑块计算；由于纹理块中像素值差异较大且包含重要的信息，需要将块内每个像素进行隐藏，因此隐藏的数据量较大；为了减少数据量，保持图像纹理块的视觉效果，将保护中像素的高ht位作为纹理区域的保护数据；(3)计算图像平滑区域保护信息设F(i,j,n)中像素的最大值和最小值分别为Maxf和Minf，若Maxf-Minf<T，则称该块为平滑块，其中T为阈值；由于平滑块像素之间的差值较小，以平滑块平均值e来代表整个平滑块像素值；将块左上角的行列坐标，平均值以及块大小作为平滑块的保护数据，记为(i,j,e,n)，将i，j分别转化成和位二进制数据，将e转化成8位二进制数据，将n转换成位二进制数据，一个平滑块二进制保护数据如下所示；设一个大小为n平滑块二进制保护数据大小为l1位，则：对于大小为n的平滑块，将平滑块集合分为独立块与相交块集两类，由于平滑区域是由一些不相交块组成集合，因此必须计算相交块中的最大独立块数及独立块集合；设t个独立块集合为A＝{F(i1,j1,n),F(i2,j2,n),...,Fs(it,jt,n)}，g个不同的相交块集合为B1,B2,…Bg。A中的平滑块已经是独立块，无需计算，只需在每个相交块集合中计算出最大的独立块集合，得到大小为n的所有独立平滑块集合；设相交块集合B＝{F(i1,j1,n),F(i2,j2,n),...,F(iM,jM,n)}，其中M为B中平滑块的个数；计算B中最大的独立块数，因此该问题可描述为：s.t.V(F(il,jl,n),F(it,jt,n))＝0xk∈{0,1},xl＝xt＝1；l,k,t∈{1,2,...,Ms}且l≠txk＝0表示不选取F(ik,jk,n)作为独立块，xk＝1表示选取F(ik,jk,n)为独立块；用回溯法求出B中最大的独立块数和独立块集合；用上面方法计算B1,B2,…Bg中的独立块集合，设Bs中最大独立块集合为图像中的所有大小为n独立平滑块集合为B_a，则：B_a＝A∪B′1B'2,...,B'g由上可知平滑块所需隐藏的数据量小，且不论块大还是块小所需保存的保护数据量相同，因此在计算平滑块时其面积越大越好；采用从大到小的方式计算平滑块，首先计算块的大小为n1时的独立平滑块，其中n1为最大块的宽度，对得到的独立平滑块进行标记，然后在未标记的图像区域中，每次块的大小减2，计算独立的平滑块，直到块的大小为8时结束，这样可得到所有的平滑块；设图像所有最大独立平滑块数为Q1，c1为平滑区域的隐藏容量，则：c1＝l1×Q1根据以上方法可以确定图像平滑区域保护数据的容量c1；(4)基于信息隐藏的图像保护为了提高图像的保护能力，应用多备份信息隐藏方法对保护数据进行隐藏，将图像平滑区域的保护数据、重要纹理区域保护数据两个部分作为图像保护数据进行隐藏；由于每个平滑块保护数据由块左上角坐标、均值及块大小组成，数据量较小，而纹理块需要隐藏每个像素高ht位，每个块所需的隐藏容量为l2＝64ht，数据量较大；根据图像隐藏容量及平滑块数据量确定可隐藏纹理块数，选择重要纹理块进行隐藏，实现对图像的保护；如果图像被剪切、噪声攻击，对被破坏图像进行恢复，实现对图像的保护。2.根据权利要求1所述的基于信息隐藏的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张显全，俞春强，王博，唐振军，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