一种基于可重叠汉明码的信息隐藏方法及提取方法技术

本发明专利技术提出了一种基于可重叠汉明码的信息隐藏方法及提取方法，所述信息隐藏方法包括如下步骤：将原始图像划分为1×7的图像块；每个所述图像块中均包括7个原始像素；在每个所述图像块采用可重叠汉明码的方式嵌入四段3比特秘密消息的待隐藏信息，获得信息隐藏后图像。本发明专利技术使用可重叠汉明码以提高隐藏信息容量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可重叠汉明码的信息隐藏方法及提取方法
本专利技术涉及信息隐藏
，特别是涉及一种基于可重叠汉明码的信息隐藏方法及提取方法。
技术介绍
传统密码技术通过密文的不可理解性来保护信息的内容，而密文的不可理解性同时也暴露了信息的重要性。信息隐藏技术与传统密码学不同，它利用多媒体信息普遍存在的冗余性，将秘密信息隐藏在多媒体信息中而不引起多媒体信息物理外观的显著变化，从而保证了秘密信息的机密性和安全性。(7,4)汉明码是一种线性纠错码，(7,4)汉明码的纠错特性在目前信息隐藏领域已经得到充分运用，但(7,4)汉明码在信息隐藏领域的使用潜力还没有充分挖掘。结合可重叠(7,4)汉明码提升嵌入容量的研究已有成功案例，虽然通过这些简单的方法生成的隐秘图像具有较高的视觉质量，但是仍然具有非常低的嵌入率，因此一种基于可重叠(7,4)汉明码的大容量低损失信息隐藏方法值得深入研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于可重叠汉明码的信息隐藏方法及提取方法，以提供一种大容量低损失的信息隐藏方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于可重叠汉明码的信息隐藏方法，所述信息隐藏方法包括如下步骤：将原始图像划分为1×7的图像块；每个所述图像块中均包括7个原始像素；在每个所述图像块采用可重叠汉明码的方式嵌入四段3比特秘密消息的待隐藏信息，获得信息隐藏后图像，具体包括如下步骤：分别对待隐藏信息对应的四段3比特秘密消息的前两段3比特秘密消息和后两段3比特秘密消息进行调整，使调整后的前两段3比特秘密消息与调整后的后两段3比特秘密消息中的第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]，并记录前两段3比特秘密消息调整的第一标记信息，后两段3比特秘密消息调整的第二标记信息；采用查找11比特查找表的方式确定调整后的前两段3比特秘密消息对应的多个第一11比特码字和调整后的后两段3比特秘密消息对应的多个第二11比特码字；获取7个原始像素的二进制表示值，分别标记为第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值、第四二进制表示值、第五二进制表示值、第六二进制表示值和第七二进制表示值；建立第一二进制表示值、第二二进制表示值和第三二进制表示值对应的第一11比特向量与第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值对应的第二11比特向量；从多个所述第一11比特码字中选取与所述第一11比特向量的误差最小的第一11比特码字作为第三11比特码字，从多个所述第二11比特码字中选取与所述第二11比特向量的误差最小的第二11比特码字作为第四11比特码字；根据所述第三11比特码字对第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值；根据所述第四11比特码字对第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值；利用所述第一标记信息和所述第二标记信息对第七二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第七二进制表示值。可选的，所述分别对四段3比特秘密消息的前两段3比特秘密消息和后两段3比特秘密消息进行调整，使调整后的前两段3比特秘密消息与调整后的后两段3比特秘密消息中的第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]，并记录前两段3比特秘密消息调整的第一标记信息，后两段3比特秘密消息调整的第二标记信息，具体包括：获取前两段3比特秘密消息的第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数；判断第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数是否满足第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，且第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]的条件，获得第一判断结果；若所述第一判断结果表示是，则不对前两段3比特秘密消息进行调整，并将第一标记信息记录为10；若所述第二判断结果表示否，则判断第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数是否满足第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，且第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[1,2,3]的条件，获得第二判断结果；若所述第二判断结果表示是，则将第二段3比特秘密消息调整为校验矩阵中第l2+4列的列向量，并将第一标记信息记录为01；其中，l2表示第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数；若所述第二判断结果表示否，则判断第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数是否满足第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[4,5,6]，且第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]的条件，获得第三判断结果；若所述第三判断结果表示是，则将第一段3比特秘密消息调整为校验矩阵中第l1+4列的列向量，并将第一标记信息记录为11；其中，l1表示第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数；若所述第三判断结果表示否，则判断第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数是否满足第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[5,6,7]，且第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[1,2,3]的条件，获得第四判断结果；若所述第四判断结果表示是，则将第一段3比特秘密消息调整为第二段3比特秘密消息，将第二段3比特秘密消息调整为第一段3比特秘密消息，并将第一标记信息记录为00。可选的，所述采用查找11比特查找表的方式确定调整后的前两段3比特秘密消息对应的多个第一11比特码字和调整后的后两段3比特秘密消息对应的多个第二11比特码字，之前还包括：分别将128个7比特汉明码与校验矩阵相乘，获得每个7比特汉明码对应的3比特秘密消息，建立7比特查找表；对8个3比特秘密消息进行两两组合获得多种秘密消息组合结果，并对秘密消息组合结果进行调整，使调整后的秘密消息组合结果的第一个3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，调整后的秘密消息组合结果的第二个3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]；从7比特查找表中获取每种调整后的秘密消息组合结果中的第一个3比特秘密消息对应的7比特汉明码作为第一7比特汉明码和第二个3比特秘密消息对应的7比特汉明码作为第二7比特汉明码，得到每种调整后的秘密消息组合结果对应的16个第一7比特汉明码和16个第二7比特汉明码；...

【技术保护点】
1.一种基于可重叠汉明码的信息隐藏方法，其特征在于，所述信息隐藏方法包括如下步骤：/n将原始图像划分为1×7的图像块；每个所述图像块中均包括7个原始像素；/n在每个所述图像块采用可重叠汉明码的方式嵌入四段3比特秘密消息的待隐藏信息，获得信息隐藏后图像，具体包括如下步骤：/n分别对待隐藏信息对应的四段3比特秘密消息的前两段3比特秘密消息和后两段3比特秘密消息进行调整，使调整后的前两段3比特秘密消息与调整后的后两段3比特秘密消息中的第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]，并记录前两段3比特秘密消息调整的第一标记信息，后两段3比特秘密消息调整的第二标记信息；/n采用查找11比特查找表的方式确定调整后的前两段3比特秘密消息对应的多个第一11比特码字和调整后的后两段3比特秘密消息对应的多个第二11比特码字；/n获取7个原始像素的二进制表示值，分别标记为第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值、第四二进制表示值、第五二进制表示值、第六二进制表示值和第七二进制表示值；/n建立第一二进制表示值、第二二进制表示值和第三二进制表示值对应的第一11比特向量与第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值对应的第二11比特向量；/n从多个所述第一11比特码字中选取与所述第一11比特向量的误差最小的第一11比特码字作为第三11比特码字，从多个所述第二11比特码字中选取与所述第二11比特向量的误差最小的第二11比特码字作为第四11比特码字；/n根据所述第三11比特码字对第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值；/n根据所述第四11比特码字对第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值；/n利用所述第一标记信息和所述第二标记信息对第七二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第七二进制表示值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于可重叠汉明码的信息隐藏方法，其特征在于，所述信息隐藏方法包括如下步骤：
将原始图像划分为1×7的图像块；每个所述图像块中均包括7个原始像素；
在每个所述图像块采用可重叠汉明码的方式嵌入四段3比特秘密消息的待隐藏信息，获得信息隐藏后图像，具体包括如下步骤：
分别对待隐藏信息对应的四段3比特秘密消息的前两段3比特秘密消息和后两段3比特秘密消息进行调整，使调整后的前两段3比特秘密消息与调整后的后两段3比特秘密消息中的第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]，并记录前两段3比特秘密消息调整的第一标记信息，后两段3比特秘密消息调整的第二标记信息；
采用查找11比特查找表的方式确定调整后的前两段3比特秘密消息对应的多个第一11比特码字和调整后的后两段3比特秘密消息对应的多个第二11比特码字；
获取7个原始像素的二进制表示值，分别标记为第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值、第四二进制表示值、第五二进制表示值、第六二进制表示值和第七二进制表示值；
建立第一二进制表示值、第二二进制表示值和第三二进制表示值对应的第一11比特向量与第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值对应的第二11比特向量；
从多个所述第一11比特码字中选取与所述第一11比特向量的误差最小的第一11比特码字作为第三11比特码字，从多个所述第二11比特码字中选取与所述第二11比特向量的误差最小的第二11比特码字作为第四11比特码字；
根据所述第三11比特码字对第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第一二进制表示值、第二二进制表示值、第三二进制表示值；
根据所述第四11比特码字对第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第四二进制表示值、第五二进制表示值和第六二进制表示值；
利用所述第一标记信息和所述第二标记信息对第七二进制表示值进行修改，获得信息隐藏后的第七二进制表示值。


2.根据权利要求1所述的基于可重叠汉明码的信息隐藏方法，其特征在于，所述分别对四段3比特秘密消息的前两段3比特秘密消息和后两段3比特秘密消息进行调整，使调整后的前两段3比特秘密消息与调整后的后两段3比特秘密消息中的第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]，并记录前两段3比特秘密消息调整的第一标记信息，后两段3比特秘密消息调整的第二标记信息，具体包括：
获取前两段3比特秘密消息的第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数；
判断第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数是否满足第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，且第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]的条件，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示是，则不对前两段3比特秘密消息进行调整，并将第一标记信息记录为10；
若所述第二判断结果表示否，则判断第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数是否满足第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，且第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[1,2,3]的条件，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果表示是，则将第二段3比特秘密消息调整为校验矩阵中第l2+4列的列向量，并将第一标记信息记录为01；其中，l2表示第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数；
若所述第二判断结果表示否，则判断第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数是否满足第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[4,5,6]，且第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]的条件，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果表示是，则将第一段3比特秘密消息调整为校验矩阵中第l1+4列的列向量，并将第一标记信息记录为11；其中，l1表示第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数；
若所述第三判断结果表示否，则判断第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数和第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数是否满足第一段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[5,6,7]，且第二段3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[1,2,3]的条件，获得第四判断结果；
若所述第四判断结果表示是，则将第一段3比特秘密消息调整为第二段3比特秘密消息，将第二段3比特秘密消息调整为第一段3比特秘密消息，并将第一标记信息记录为00。


3.根据权利要求1所述的基于可重叠汉明码的信息隐藏方法，其特征在于，所述采用查找11比特查找表的方式确定调整后的前两段3比特秘密消息对应的多个第一11比特码字和调整后的后两段3比特秘密消息对应的多个第二11比特码字，之前还包括：
分别将128个7比特汉明码与校验矩阵相乘，获得每个7比特汉明码对应的3比特秘密消息，建立7比特查找表；
对8个3比特秘密消息进行两两组合获得多种秘密消息组合结果，并对秘密消息组合结果进行调整，使调整后的秘密消息组合结果的第一个3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,1,2,3,4]，调整后的秘密消息组合结果的第二个3比特秘密消息在校验矩阵中所对应的列数属于[0,4,5,6,7]；
从7比特查找表中获取每种调整后的秘密消息组合结果中的第一个3比特秘密消息对应的7比特汉明码作为第一7比特汉明码和第二个3比特秘密消息对应的7比特汉明码作为第二7比特汉明码，得到每种调整后的秘密消息组合结果对应的16个第一7比特汉明码和16个第二7比特汉明码；
分别从每种调整后的秘密消息组合结果对应的16个第一7比特汉明码和16个第二7比特汉明码中选取第一7比特汉明码的后三比特与第二7比特汉明码的前三比特相同的第一7比特汉明码和第二7比特汉明码作为一种汉明码组合结果，得到每种组合结果对应的多种汉明码组合结果；
对每种汉明码组合结果中的第二7比特汉明码的前三比特进行删除，并将删除后的第二7比特汉明码与第一7比特汉明码连接，得到每种汉明码组合结果对应的11比特码字；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷璐，康浩阳，黎明，储珺，曾接贤，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36