基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法技术

本发明专利技术公开了基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法，具体为：步骤1，计算原始图像对应的二进制位置图；步骤2，对原始图像进行加密，得到加密像素；步骤3，将待嵌入数据嵌入至加密像素中，得到嵌入数据的加密像素；步骤4，将步骤3得到的加密图像的加密像素进行解密，得到直接解密图像；步骤5，将步骤3嵌入的数据进行提取；步骤6，对步骤5提取后的加密像素进行图像恢复。本发明专利技术解决了现有方法存在失真、嵌入容量比较低的问题。嵌入容量比较低的问题。嵌入容量比较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法


[0001]本专利技术属于数字图像加密
，涉及基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法。

技术介绍

[0002]随着云计算的发展，隐私保护已经成为一个现实问题。正因为如此，加密图像中的可逆数据隐藏(RDHEI)作为一种在加密域中嵌入数据的有效技术开始引起人们的研究兴趣。
[0003]根据在图像加密前或加密后为附加数据创造嵌入空间，目前RDHEI方案的嵌入机制可分为两类：加密前预留空间(RRBE)和加密后腾出空间(VRAE)。RRBE方法使用传统的RDH方法，利用原始图像的空间冗余，在图像加密前预留空间。VRAE方法使用特定的加密算法对原始图像进行加密，同时保持加密图像的空间冗余，因此可以用于数据嵌入。一般来说，基于RRBE的RDHEI方案比基于VRAE的方案具有更大的隐藏容量。然而，基于RRBE的RDHEI方案需要在图像加密前进行额外的预处理，这增加了内容所有者的计算负担。而且RDHEI方法还存在为了突出预测的错误位置，使用部分像素的MSB进行标记，导致在提取阶段可能出现错本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，计算原始图像对应的二进制位置图；步骤2，对原始图像进行加密，得到加密像素；步骤3，将待嵌入数据嵌入至加密像素中，得到嵌入数据的加密像素；步骤4，将步骤3得到的嵌入数据的加密像素进行解密，得到直接解密图像；步骤5，将步骤3嵌入的数据进行提取；步骤6，对步骤5提取后的加密像素进行图像恢复。2.根据权利要求1所述的基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：步骤1.1，创建一个初始的二进制位置图L，该二进制位置图L中有M
×
N个像素且所有像素均被设置为0；步骤1.2，除原始图像F的第一行和第一列的像素，计算每个原始像素F(i,j)与其左侧像素F(i
‑
1,j)差值的绝对值、每个原始像素F(i,j)与其上侧像素F(i,j
‑
1)差值的绝对值，将这两个绝对值中较小的值记为预测像素值F
pred
(i,j)，其中(i,j)是像素坐标，2≤i≤M，2≤j≤N，如公式(1)所示：If|F(i
‑
1,j)
‑
F(i,j)|
‑
|F(i,j
‑
1)
‑
F(i,j)|<0then F
pred
(i,j)＝F(i
‑
1,j),else F
pred
(i,j)＝F(i,j
‑
1).
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，(i,j)是像素坐标，2≤i≤M，2≤j≤N；步骤1.3，计算每个原始像素对应的逆值F
inv
(i,j)，如公式(2)所示：F
inv
(i,j)＝(F(i,j)+128)mod256
ꢀꢀ
(2)步骤1.4，分别计算预测像素值与原始像素值之间差值的绝对值、预测像素值与原始像素的逆值之间差值的绝对值，如公式(3)所示：其中，Φ(i,j)表示预测像素值与原始像素值之间差值的绝对值，Φ
inv
(i,j)表示预测像素值与原始像素的逆值之间差值的绝对值；步骤1.5，当Φ(i,j)＜Φ
inv
(i,j)时，则当前像素不存在预测误差，二进制位置图中像素值保持0不变；当Φ(i,j)≥Φ
inv
(i,j)，当前像素存在预测误差，二进制位置图中像素值修改为1。3.根据权利要求1所述的基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：步骤2.1，将原始图像的每个像素值分为8个二进制位，如公式(4)所示；式(4)中，f(i,j,k)表示原始图像像素的二进制位；步骤2.2，使用加密密钥K
e
通过流密码生成伪随机序列r(i,j,k)，将原始图像像素的二进制位与生成的伪随机序列进行异或运算得到加密位，如公式(5)所示；
式(5)中，f
e
(i,j,k)表示加密位，表示XOR计算；步骤2.3，将加密位由二进制转换为十进制，得到加密像素，如公式(6)所示；式(6)中，F
e
(i,j)表示加密像素。4.根据权利要求1所述的基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法，其特征在于，步骤3中，待嵌入的数据由参数T，B，S、二进制位置图和秘密数据三部分组成。5.根据权利要求1所述的基于最高有效位替换和最低有效位压缩的数据隐藏方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：步骤3.1，设定三个参数T，B，S，使用N
p
个像素来存储这三个参数，之后对加密像素进行分组，每组包含有B个像素，每组中的每个像素提取T个最低有效位，表示为P(v,1),P(v,2),
…
,P(v,T
·
B)，其中v为组数[1,(N
t
‑
N
p
)/B]，N
t
＝M
×
N为全体像素值；步骤3.2，创建一个大小为(T
·
B
‑
S)
×
(T
·
B)的矩阵，表达式为：G＝[I
T
·
B
‑
S
D]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)式(7)中，I
T
·
B
‑
S
表示一个大小为(T
·
B
‑
S)
×
(T
·
B
‑
S)的单位矩阵，D表示一个随机产生的大小为(T
·
B
‑
S)
×
S的二进制矩阵；步骤3.3，通过矩阵乘法得到压缩后的像素组，压缩后的像素组表示为P
′
(v,1),P
′
(v,2),
…
,和P
′
(v,T
·
B
‑
S)，表达式为：每组通过压缩空出S位空间嵌入额外数据，则一共可以嵌入(N
t
‑
N
p...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋连升，刘洁，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：