一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法及系统技术方案

本申请提供一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法及系统，方法包括：对通道图像进行划分，得到白色数据集和灰度数据集；根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，分别对白色数据集和灰度数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息白色数据集和含密信息灰度数据集，信息嵌入的方式包括自适应嵌入方式和固定嵌入方式，根据原始彩色图像内容选择自适应嵌入方式或固定嵌入方式；提取含密信息白色数据集和含密信息灰度数据集，无损恢复原始彩色图像。基于三个通道之间的相关性，提出了基于图像内容的自适应嵌入方法，有效降低图像失真度。为了降低计算复杂度，本申请提出自适应嵌入方式和固定嵌入方式想结合的信息嵌入方法。息嵌入方法。息嵌入方法。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法及系统


[0001]本申请涉及可逆信息隐藏检测
，尤其涉及一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法及系统。

技术介绍

[0002]可逆信息隐藏方法不仅可以准确地从含密图像中提取秘密信息，而且可以无损地恢复原始图像。因此，可逆信息隐藏方法已经被广泛应用于无损恢复一些重要领域中的原始图像，例如医学领域和军事领域。
[0003]目前，可逆信息隐藏方法包括基于无损压缩的可逆信息隐藏方法、基于直方图平移的可逆信息隐藏方法和基于差值扩展法的可逆信息隐藏方法，并且，可逆信息隐藏方法大多是基于灰度图像实现的。然而，在实际生活中，由于彩色图像具有强大的视觉表达能力，比灰色图像的应用范围更广。
[0004]现有技术中，在对彩色图像进行可逆信息隐藏时，通过直接将基于灰度图像实现的可逆信息隐藏方法分别应用到彩色图像的每个通道中，即将三个通道分离为三个灰度图像进行处理。但是该方法忽略了彩色图像的三个通道之间的相关性，对于彩色含密图像的嵌入质量差。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法及系统，以解决现有技术中存在的对彩色图像进行可逆信息隐藏时，不考虑彩色图像的三个通道之间的相关性，对于彩色含密图像的嵌入质量差的问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法，包括：
[0007]对通道图像进行划分，得到数据集；所述通道图像通过将原始彩色图像进行分离得到，通道图像包括R通道图像、G通道图像和B通道图像，所述数据集通过对每个通道图像进行划分得到，数据集包括与每个通道图像对应的白色数据集和灰度数据集；
[0008]根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，对所述白色数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息白色数据集；
[0009]根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，对所述灰度数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息灰度数据集；
[0010]其中，所述信息嵌入的方式包括自适应嵌入方式和固定嵌入方式，所述自适应嵌入方式用于对所述三维预测误差直方图中分布集中的预测误差进行信息嵌入；所述固定嵌入方式用于对所述三维预测误差直方图中分布零散的预测误差进行信息嵌入，所述三维预测误差直方图通过统计元组出现的次数得到，所述元组由R、G、B三个通道中同一像素点所对应的预测误差组成，所述预测误差通过所述定向封闭预测方法计算得到，所述预测误差包括R通道预测误差、G通道预测误差和B通道预测误差；
[0011]根据所述含密信息白色数据集和所述含密信息灰度数据集，恢复所述原始彩色图
像。
[0012]在本申请的较佳实施例中，根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，对所述灰度数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息灰度数据集，包括：
[0013]根据定向封闭预测方法，计算所述灰度数据集中每个灰度像素点对应的灰度预测误差，所述灰度预测误差包括R通道灰度预测误差、G通道灰度预测误差和B通道灰度预测误差；
[0014]根据所述灰度预测误差，构建元组序列，所述元组序列中包括至少一个元组，每一个所述元组中包括每个灰度像素点所对应的R通道灰度预测误差、G通道灰度预测误差和B通道灰度预测误差；
[0015]根据所述元组序列中每一个灰度像素点对应的灰度预测误差出现次数，建立三维预测误差直方图；
[0016]根据所述三维预测误差直方图中每一个灰度像素点对应的灰度预测误差分布情况，判断每一个所述元组的嵌入方式；
[0017]若所述灰度预测误差零散分布在所述三维预测误差直方图中，则选择固定嵌入方式进行信息嵌入；
[0018]若所述灰度预测误差集中分布在所述三维预测误差直方图中，则选择自适应嵌入方式进行信息嵌入；
[0019]对每一个所述元组进行信息嵌入后，得到含密信息灰度数据集。
[0020]在本申请的较佳实施例中，根据定向封闭预测方法，计算所述灰度数据集中每个灰度像素点对应的灰度预测误差，包括：
[0021]根据定向封闭预测方法，预测所述灰度数据集中每个灰度像素点的灰度预测值；
[0022]根据所述灰度预测值和原始灰度值，计算每个灰度像素点对应的灰度预测误差。
[0023]在本申请的较佳实施例中，若所述灰度预测误差零散分布在所述三维预测误差直方图中，则选择固定嵌入方式，包括：
[0024]将所述元组序列划分为8个象限；
[0025]将每个象限内的元组序列划分为5种类别，包括A类、B类、C类、D类和E类；
[0026]根据自适应嵌入方式对所述A类中的元组进行信息嵌入；
[0027]根据对应的固定嵌入方式，对所述B类、C类、D类和E类中的元组分别进行信息嵌入；
[0028]根据每一类别中元组出现的次数以及每一类别携带的嵌入信息容量和失真度，计算灰度数据集的嵌入信息容量和失真度。
[0029]在本申请的较佳实施例中，若所述灰度预测误差集中分布在所述三维预测误差直方图中，则选择自适应嵌入方式进行信息嵌入包括：
[0030]根据每一个灰度像素点对应的元组，计算对应的自适应嵌入路径，且不同元组所对应的自适应嵌入路径之间不存在交集；
[0031]根据所述自适应嵌入路径的嵌入信息容量和失真度、灰度数据集中彩色像素点对应的总复杂度以及灰度数据集的嵌入信息容量的，构建优化目标函数；
[0032]根据优化目标函数，计算最优自适应嵌入路径。
[0033]在本申请的较佳实施例中，所述白色数据集的信息嵌入过程与所述灰度数据集的
嵌入过程相同。
[0034]第二方面，本申请提供一种自适应彩色图像可逆信息隐藏系统，包括：相互连接的划分数据集单元、信息嵌入单元和信息恢复单元；
[0035]其中，所述划分数据集单元被配置为：
[0036]对通道图像进行划分，得到数据集；所述通道图像通过将原始彩色图像进行分离得到，通道图像包括R通道图像、G通道图像和B通道图像，所述数据集通过对每个通道图像进行划分得到，数据集包括与每个通道图像对应的白色数据集和灰度数据集；
[0037]所述信息嵌入单元被配置为：
[0038]根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，对所述白色数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息白色数据集；
[0039]根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，对所述灰度数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息灰度数据集；
[0040]其中，所述信息嵌入的方式包括自适应嵌入方式和固定嵌入方式，所述自适应嵌入方式用于对所述三维预测误差直方图中分布集中的预测误差进行信息嵌入；所述固定嵌入方式用于对所述三维预测误差直方图中分布零散的预测误差进行信息嵌入，所述三维预测误差直方图通过统计元组出现的次数得到，所述元组由R、G、B三个通道中同一像素点所对应的预测误差组成，所述预测误差通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，包括：对通道图像进行划分，得到数据集；所述通道图像通过将原始彩色图像进行分离得到，通道图像包括R通道图像、G通道图像和B通道图像，所述数据集通过对每个通道图像进行划分得到，数据集包括与每个通道图像对应的白色数据集和灰度数据集；根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，对所述白色数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息白色数据集；根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，对所述灰度数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息灰度数据集；其中，所述信息嵌入的方式包括自适应嵌入方式和固定嵌入方式，所述自适应嵌入方式用于对所述三维预测误差直方图中分布集中的预测误差进行信息嵌入；所述固定嵌入方式用于对所述三维预测误差直方图中分布零散的预测误差进行信息嵌入，所述三维预测误差直方图通过统计元组出现的次数得到，所述元组由R、G、B三个通道中同一像素点所对应的预测误差组成，所述预测误差通过所述定向封闭预测方法计算得到，所述预测误差包括R通道预测误差、G通道预测误差和B通道预测误差；根据所述含密信息白色数据集和所述含密信息灰度数据集，恢复所述原始彩色图像。2.根据权利要求1所述的一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，根据定向封闭预测方法和三维预测误差直方图扩展法，对所述灰度数据集中的每一个像素点进行信息嵌入，得到含密信息灰度数据集，包括：根据定向封闭预测方法，计算所述灰度数据集中每个灰度像素点对应的灰度预测误差，所述灰度预测误差包括R通道灰度预测误差、G通道灰度预测误差和B通道灰度预测误差；根据所述灰度预测误差，构建元组序列，所述元组序列中包括至少一个元组，每一个所述元组中包括每个灰度像素点所对应的R通道灰度预测误差、G通道灰度预测误差和B通道灰度预测误差；根据所述元组序列中每一个灰度像素点对应的灰度预测误差出现次数，建立三维预测误差直方图；根据所述三维预测误差直方图中每一个灰度像素点对应的灰度预测误差分布情况，判断每一个所述元组的嵌入方式；若所述灰度预测误差零散分布在所述三维预测误差直方图中，则选择固定嵌入方式进行信息嵌入；若所述灰度预测误差集中分布在所述三维预测误差直方图中，则选择自适应嵌入方式进行信息嵌入；对每一个所述元组进行信息嵌入后，得到含密信息灰度数据集。3.根据权利要求2所述的一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，根据定向封闭预测方法，计算所述灰度数据集中每个灰度像素点对应的灰度预测误差，包括：根据定向封闭预测方法，预测所述灰度数据集中每个灰度像素点的灰度预测值；根据所述灰度预测值和原始灰度值，计算每个灰度像素点对应的灰度预测误差。4.根据权利要求3所述的一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述灰度数据集包括R通道灰度数据集、G通道灰度数据集以及B通道灰度数据集；
所述灰度预测值包括R通道灰度预测值、G通道灰度预测值和B通道灰度预测值；所述原始灰度值包括R通道原始灰度值、G通道原始灰度值和B通道原始灰度值。5.根据权利要求2所述的一种自适应彩色图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，若...

【专利技术属性】
技术研发人员：常杰，朱国普，杨建权，张玉兰，
申请(专利权)人：中国科学院深圳理工大学筹，
类型：发明
国别省市：