[发明专利]一种引入辅助像素的高效信息隐藏方法

说明书

本发明提出了一种引入辅助像素的高效信息隐藏方法，隐藏容量与原始数据的类型无关，可以是图像数据，也可以是其它数据，隐藏量始终固定，具有大隐藏容量和信息安全性，且易于软硬件实现。该方法通过辅助像素的引入以及数据优化，实现了秘密信息和密钥的联合处理，接收端能完全恢复秘密信息并高质量恢复原始数据。该方法可以在原始图像数据的每个像素中进行信息隐藏，提高了隐藏效率，突破了目前方法在一个像素对(两个像素)中隐藏的限制，可对任意图像达到或超过1/2的隐藏容量，1/2隐藏容量时恢复载体图像PSNR超过41dB,优于典型隐藏方法如LSB和FEMD隐藏方法。

技术领域

本发明涉及一种数据传输的方法，特别涉及一种引入辅助像素的高效信息隐藏方法，属于通信(如数据通信技术等)领域。

背景技术

数据传输和图像处理是目前通信领域的重要研究课题。随着科技的发展，人们对高分辨率图像的需求越来越大，数据压缩势在必行。在不影响图像正常业务的情况下，如果能在其中隐藏一些秘密数据进行传输，则相当于进行了一定的数据压缩。

信息隐藏，也可称为隐写，可分为空域信息隐藏和变换域信息隐藏等，作为卫星隐蔽通信的新手段，可以将一些重要数据(如遥感卫星获得的机密地物信息、卫星自身产生的数据、地面上传的数据等)隐藏在卫星遥感数据中通过公开的卫星信道传输，在不增加传输速率的前提下达到隐蔽通信或提高传输效率的目的，为卫星通信提供一种安全的信息传输途径。

空域隐写方法通过修改载体像素值来隐藏秘密信息。其中，最具代表性的算法是最低有效位LSB替代法，该方法直接替换载体图像像素的最低r位来嵌入信息，能够得到较高的嵌入容量，但随着容量的增加含密图像质量下降明显。为了提高图像的视觉质量，有人提出基于LSB的改进方法，在保持同等嵌入量的情况下，提高了含秘图像的质量。这类方法都是利用一个像素来隐藏多位秘密信息。另一类空域隐写方法利用一个像素对(两个像素)来完成信息隐藏，例如LSB匹配重访方法(LSB matching revisited,LSBMR)、基于方向调整的EMD(exploiting modification direction)隐藏方法以及Fully EMD(FEMD)隐藏方法。FEMD方法在一个载体像素对(x,y)中可以隐藏一位n²进制(n∈N,n≥2)秘密信息，但其最大嵌入容量无法再增加。

FEMD隐藏方法需要在两个像素组成的像素对中隐藏信息，能否在一个像素中隐藏同样的信息，而且不容易破解，隐藏容量性能优于LSB隐藏方法和FEMD隐藏方法或者隐藏容量优于经典隐藏方法，回答是肯定的。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种引入辅助像素的高效信息隐藏方法，不需要在一个像素对(两个像素)中隐藏信息，在一个像素中就可以隐藏同样多的信息，并且信息安全性好，可用于在各类数据(特别是图像数据)载体中进行高效信息隐藏传输。

本发明的技术方案是：一种引入辅助像素的高效信息隐藏方法，步骤如下：

1)将隐含二进制秘密信息转换为n²进制的秘密信息,每一秘密信息为s,s取值属于集合{0,1,2,…n²-1},n≥2；

2)产生辅助像素值y，y为[y₀,255-y₀]内的正整数，其中y₀＝n/2取整；将载体图像A中每个像素x与辅助像素y组成像素对(x,y)，计算获得函数值f＝[(n-1)*x+n*y]mod n²；

3)将f和秘密信息s进行比较，得到含密像素对(x’,y’)；

4)若含密像素对(x’,y’)溢出，则调整得到新的含密像素对(x,y)，然后重新嵌入秘密信息s；

5)重复执行步骤3)至步骤4)，直至所有秘密信息s嵌入完毕；