[发明专利]一种基于JPEG2000压缩码流进行信息传输的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像通信的方法，特别涉及一种把信息嵌入在图像中进行传输的方法，属于通信(如数据通信技术等)领域。

背景技术

当前的社会是个信息的社会，信息的安全问题成了日益迫切的问题，信息隐藏(数据隐藏)是信息安全的一个重要分支，其利用人类的视觉冗余将秘密信息嵌入到载体中，从而达到安全传输秘密信息的目的。信息隐藏通常将看作是一个通信过程，它的输入为待传输的秘密数据，信道中传输的是公开的载体数据，接收到的则是隐藏有秘密信息的载体数据。

随着科技的发展，图像数据的高效传输以及传输的安全变得越来越重要。通过信息隐藏(也称数据隐藏)技术可以做到在不改变图像大小的情况下，在图像中嵌入秘密信息，从而实现秘密信息和图像的传输。另一方面，对于遥感图像、医学图像和法律图像等，要求在提取秘密信息后载体图像能够尽可能的恢复。目前，数据压缩方法广泛采用，除了JPEG压缩方法外，还有JPEG2000压缩方法。JPEG2000压缩方法是最新的国际压缩标准，原始图像经过JPEG2000数据压缩之后，形成了压缩码流，该压缩码流进行传输，接收端对该码流进行解压缩，恢复出原始图像，恢复图像与原始图像之间存在着一定的失真，这种失真只要在允许范围内就可以满足要求。

现有JPEG2000与信息隐藏相结合方面的技术，主要是在隐藏传输之前先对JPEG2000压缩数据进行部分解压缩，在小波变换系数中进行信息隐藏或采取其他方法，要么隐藏容量不固定，要么需要的附加信息较多。不需要复杂的反变换等处理，直接对压缩码流进行处理即可完成信息隐藏，接收端根据接收到的码流就可以完全进行恢复不再需要其他辅助信息。

发明内容

本发明解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种基于JPEG2000压缩码流进行信息传输的方法，该方法通过JPEG2000压缩域图像数据特点进行分析，产生隐藏替换的具体位置，然后把待传输信息隐藏在这个压缩域数据区中，择优进行传输，收端能完全恢复信息，也能按PSNR要求恢复载体图像。

本发明的技术方案：一种基于JPEG2000压缩码流进行信息传输的方法，步骤如下：

1)把JPEG2000压缩R倍后的码流数据A以每8比特一组形成字节数据，得到一维数组，字节总长度为L；按字节标记出JPEG2000压缩码流数据A中的格式数据区F和压缩域数据区D，对压缩码流数据A进行R倍解压缩后得到图像X；

2)按照K字节的信息隐藏容量，其中K<L，从压缩域数据区D中的L个数据d(L),d(L-1),……d(3),d(2),d(1)中按照等间隔、随机位置取样方法选出K个数据，得到n种选法S1，S2,…Sn，n≤16；具体选取方法为：从数据区D最后位置d(1)开始往前排列，最后一个位置为d(1)，再从L-1个数据d(L),d(L-1),d(3),d(2)中从后往前选取K-1个，第一种选法对应数据的最后几个为…d(3),d(2),d(1)，其它任选；n种选法S1，S2,…Sn对应的比特数为n的以2为底的对数；

3)从上述n种中选取m种排列，m≤n，信息字节长度为K；用待传输K字节信息进行置乱后的数据，分别替换上述m种选法对应的压缩域数据区的K个数据字节；对m种选法对应的m种含信息的压缩码流进行R倍解压缩，计算第一种解压缩后图像与图像X的峰值信噪比PSNR1，如满足规定信噪比门限要求，则用其位置序列比特值替换压缩码流数据的格式数据区F中空置的4比特位置，得到含信息压缩数据流；否则继续计算后续每一幅解压缩后图像与图像X的峰值信噪比PSNR2，…PSNRm，并在m个峰值信噪比中选择最大的一种，记下序号值p，用p值对应的位置序列比特值替换压缩码流数据的格式数据区F中空置的4比特位置，得到含信息压缩数据流；

4)对含信息的压缩数据流进行传输；

5)对接收的含信息的压缩数据流进行处理，得到接收端的JPEG2000压缩数据码流；同时对其解压缩，得到的图像作为恢复的原始图像数据A1；

6)对接收的信息流进行序号值p提取，从事先知道的S1----Sn表中按序号值p对应的位置进行信息提取，并进行置乱，得到隐藏的信息数据；

7)把序号值p对应位置的信息字节用相邻2个字节的平均值进行替换，得到原始的JPEG2000压缩码流；同时对其解压缩，得到的图像作为恢复的原始图像数据A2；

8)对恢复的原始图像数据A1和A2进行合并得到一幅新图像作为最终的恢复的原始图像数据A3，其中A3＝a*A1+b*A2；其中a+b＝1，且a,b为0到1之间的正实数。