一种基于估值和可能值概率的隐藏图像恢复方法技术

本发明专利技术公开了一种基于估值和可能值概率的隐藏图像恢复方法，所述方法根据失真值将像素分为真实值像素和失真像素，对失真像素点，计算动态邻域内真实值像素的凸壳，根据待修复像素点与凸壳的相对位置关系，将其分为凸壳内部点和外部点，并对不同类别的失真像素采用不同方法进行估值，结合估值与邻域像素可能值的分布情况，利用参数控制其接近程度，结合可能值的概率确定待修复点的最终修复值。这种方法恢复的隐藏图像视觉效果较好并且具有较高的峰值信噪比。峰值信噪比。峰值信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种基于估值和可能值概率的隐藏图像恢复方法


[0001]本专利技术涉及信息安全领域及图像处理技术，具体是一种基于估值和可能概率的隐藏图像恢复方法。

技术介绍

[0002]21世纪是数字化时代，由于现代信息和网络科技的蓬勃发展，互联网日渐成为人们日常生活和商业活动中不可分割的一部分。“互联网+”时代的到来，使得网络上的数据日益呈现多元化、丰富化的趋势，人们通过网络工作、学习，并与全球资源共享。与此同时，由于计算机网络具有高度开放的特点，导致其安全防护机制较为薄弱，会经常不可避免地遭受攻击，出现了个人资料泄露、财产盗刷、甚至国家机密泄露等严重问题。若能在传输信息的同时掩盖秘密信息的存在，将会极大提高传输数据使的安全性。因此，信息隐藏技术得以产生。
[0003]信息隐藏技术也称数据隐藏，主要工作是将秘密信息嵌入到图像、文本或微粒DNA等载体中，使秘密信息不可见，并通过载体在公共网络中的传输实现秘密信息的传递。信息隐藏技术可同时隐藏通信行为和通信内容，因此具有较高的研究价值。
[0004]将数字图像作为载体，向其嵌入秘密信息得到载密图像。载密图像在网络传输的过程中极易受到噪声和剪切等各种类型的攻击、以及信道设备的干扰，当隐藏在其中的信息也为图像时，同样会受到破坏、且破坏程度更大。应用传统的图像去噪算法，如滤波算法等，对从载密图像中提取出的图像信息进行恢复的效果并不理想。因此，为了保证秘密图像的安全性，对于隐藏图像恢复的研究应运而生，且显示出了较为可观的理论意义和发展前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于估值和可能值概率的隐藏图像恢复方法。这种方法恢复的隐藏图像视觉效果好且具有较高的峰值信噪比。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案是：
[0007]一种基于估值和可能值概率的隐藏图像恢复方法，包括如下步骤：
[0008]1)计算待修复点可能值的概率：在载体和隐藏信息都是图像的信息隐藏中，当载体受到破坏时，隐藏图像也会受到破坏，设隐藏图像中像素有m位被破坏，这些被破坏的位可能取0或1，共有2
m
种情况，即有2
m
个可能值，这些可能值中有一个是原始像素的值，
[0009]假设待修复像素点f的3
×
3邻域中的像素为f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8，计算f1, f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8的可能值得到所有邻域像素可能值，定义待修复像素f可能值的概率，依据f可能值的概率，对隐藏图像进行恢复，因为像素低三位被破坏对图像的视觉影响小，只有低三位被破坏的可能值之间比较接近，因此计算待修复像素点f可能值的概率时忽略待修复像素点f低三位被破坏的情况，设待修复像素点f的高5位中有n位被破坏，可能值为g
i
，i＝1,2,...,t，其中t＝2
n
，g
i
的概率为p
i
，定义g
i
的频数为邻域像素可能值中属于[g
i
‑
7,g
i
+
7]区间的可能值个数，记为h
i
，则有：
[0010][0011]其中i＝1,2,...,t，可能值g
i
的概率越大，g
i
是原始像素值的概率也越大；
[0012]2)基于估值和可能值概率的隐藏图像恢复：因为图像的像素低三位被破坏对图像的视觉影响小，因此将只有低三位被破坏的像素点定义为真实值像素，真实值像素不进行恢复，只对非真实值像素进行恢复，过程为：
[0013]2‑
1)计算待修复点的估值：检测图像中的噪声点，标记隐藏图像像素的被破坏位，确定所有的真实值像素：依次在待修复像素点f的3
×
3、5
×
5和7
×
7邻域计算真实值像素的凸壳，若存在凸壳且待修复像素点f在凸壳的内部，凸壳计算结束，令F＝1；否则令 F＝0，若F＝1，用凸壳内部及边界上的真实值像素对待修复像素点f进行估值，若F＝0，用像素点f 3
×
3邻域中的像素对待修复像素点f进行估值；
[0014]对待修复像素f，像素q与待修复像素点f距离越近，对待修复像素点f的影响越大，设待修复像素点f与像素q的欧式距离为d(f,q)，像素q的距离权重定义为1/d(f,q)，
[0015]像素q被破坏得越小，对待修复像素点f的参考意义越大，设像素q的未被破坏的位为k1,k2,...,k
h
,令：
[0016][0017]其中，0≤k
j
≤7，1≤j≤h，L(q)为邻域像素q的权重，
[0018]设凸壳内部及边界的真实值像素为q1,q2,...,q
u
，c(f)为待修复像素点f的估计值，像素q的像素值为v(q)，若F＝1，用q1,q2,...,q
u
计算待修复像素点f的估计值；否则，用 f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8计算待修复像素点f的估计值，则有：
[0019][0020]2‑
2)隐藏图像修复：采用待修复像素点f的估计值c(f)找到与c(f)最逼近的概率最大的可能值，实现对待修复像素点f的修复，采用参数控制c(f)与待修复像素点f可能值的接近程度，结合可能值的概率确定f的最终修复值，即：
[0021]设待修复像素点f的可能值为g
i
，对给定的阀值T1，若g
i
满足：
[0022]|g
i
‑
c(f)|≤T1，
[0023]则说明满足条件可能值g
i
与估计值差异较小，这些可能值是真实值的概率较大，设满足以上条件的可能值为对应的概率为令：
[0024]其中1≤i≤r，
[0025]i
*
为满足条件|g
i
‑
c(f)|≤T1、且概率最大的可能值下标，由于是待修复像素点f高 5位中的被破坏位取0或1所得的一个可能值，设低3位中的被破坏位分别取0或1所得的l个可能值为z1,z2,...,z
l
，令：
[0026]j
*
＝argmin
j
(|z1‑
c(f)|,|z2‑
c(f)|,...,|z
l
‑
c(f)|)，其中1≤j≤l，
[0027]j
*
为z1,z2,...,z
l
中与c(f)差异最小的可能值的下标，则取为待修复像素点f的
最终修复值。
[0028]这种方法恢复的隐藏图像视觉效果好且具有较高的峰值信噪比。
附图说明
[0029]图1为实施例中的隐藏图像示意图；
[0030]图2为实施例中的载体图像示意图；
[0031]图3为实施例中待修复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于估值和可能值概率的隐藏图像恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：1)计算待修复点可能值的概率：在载体和隐藏信息都是图像的信息隐藏中，当载体受到破坏时，隐藏图像也会受到破坏，设隐藏图像中像素有m位被破坏，这些被破坏的位可能取0或1，共有2
m
种情况，即有2
m
个可能值，这些可能值中有一个是原始像素的值，假设待修复像素点f的3
×
3邻域中的像素为f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8，计算f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8的可能值得到所有邻域像素可能值，定义待修复像素f可能值的概率，依据f可能值的概率，对隐藏图像进行恢复，计算待修复像素点f可能值的概率时忽略待修复像素点f低三位被破坏的情况，设待修复像素点f的高5位中有n位被破坏，可能值为g
i
，i＝1,2,...,t，其中t＝2
n
，g
i
的概率为p
i
，定义g
i
的频数为邻域像素可能值中属于[g
i
‑
7,g
i
+7]区间的可能值个数，记为h
i
，则有：其中i＝1,2,...,t，可能值g
i
的概率越大，g
i
是原始像素值的概率也越大；2)基于估值和可能值概率的隐藏图像恢复：将只有低三位被破坏的图像的像素点定义为真实值像素，真实值像素不进行恢复，只对非真实值像素进行恢复，过程为：2
‑
1)计算待修复点的估值：检测图像中的噪声点，标记隐藏图像像素的被破坏位，确定所有的真实值像素：依次在待修复像素点f的3
×
3、5
×
5和7
×
7邻域计算真实值像素的凸壳，若存在凸壳且待修复像素点f在凸壳的内部，凸壳计算结束，令F＝1；否则令F＝0，若F＝1，用凸壳内部及边界上的真实值像素对待修复像素点f进行估值，若F＝0，用像素点f 3
×
3邻域中的像素对待修复像素点f进行估值；对待修复像素f，像素q与待修复像素点f距...

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