[发明专利]一种数字图像隐写方法及秘密信息提取方法

权利要求书

1.一种数字图像隐写方法，用于将二进制的秘密消息S嵌入大小为M×N的原始载体图像G_c中，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)、首先按照下式计算满足条件的最小的B,|S_B|代表秘密消息S在B进制下的长度，是向下取整运算；

步骤(2)、按光栅扫描方式扫描原始载体图像G_c，将原始载体图像G_c分成连续的互不重叠的三像素组序列Q，三像素组序列Q中的一组数据包含三个像素点的像素值，三像素组序列Q的组数为

步骤(3)、将二进制的秘密消息S转换成B进制的秘密消息S_B；

步骤(4)、从三像素组序列Q中按照顺序取出一组数据，将这组数据标记为(x,y,z)；从B进制的秘密消息S_B中按照顺序取出一位秘密数据，将这一位秘密数据标记d_B；

步骤(5)、将(x,y,z)定义成一个三维空间的点，根据下面公式1确定三维空间点(x,y,z)的候选像素值领域集Ф_B(x,y,z)，及参数k₁和k₂：

其中f(x_i,y_i,z_i)为三维球体的提取模函数，Mod为求余函数；

给定一个进制B和空间中一点(x,y,z)，通过公式1求解，可以得到k₁和k₂，以及B个空间点(x_i,y_i,z_i)，i∈{0,1,…,B-1}，这B个空间点就是三维空间点(x,y,z)在进制B下的候选像素值领域集Φ_B(x,y,z)；

步骤(6)、搜索候选像素值领域集Ф_B(x,y,z)找到(x′,y′,z′),满足f(x′,y′,z′)＝d_B,其中f(x′,y′,z′)＝(x′+k₁×y′+k₂×z′)ModB；

步骤(7)、用(x′,y′,z′)替换三像素组序列Q中(x,y,z)，完成秘密数据d_B的隐写嵌入；

步骤(8)、重复步骤(4)到步骤(7)，直至B进制的秘密消息序列S_B中的全部秘密数据均嵌入至三像素组序列Q中，将完成秘密数据隐写嵌入后的三像素组序列Q执行光栅扫描，得到大小为的M×N隐写载密图像G_s，同时输出隐写的进制B。

2.根据权利要求1所述的数字图像隐写方法，其特征在于：所述步骤(6)中，如果得出的(x′,y′,z′)存在溢出，根据余数循环性质，在(x,y,z)为原点的三维空间里，以(x′,y′,z′)相对于原点(x,y,z)的对称方向，从原点(x,y,z)出发搜索最近的(x″,y″,z″),满足f(x″,y″,z″)＝d_B；用(x″,y″,z″)替换(x′,y′,z′)。

3.一种秘密信息提取方法，用于在大小为的M×N隐写载密图像G_s中提取二进制的秘密消息S，且隐写载密图像G_s中秘密消息的隐写进制为B，其特征在于包括如下步骤：

步骤(a)、根据隐写进制B，计算k₁和k₂：

选取空间中任意一个已知坐标的点(x,y,z)，根据下面公式(1)确定参数k₁和k₂：

其中f(x_i,y_i,z_i)为三维球体的提取模函数，Mod为求余函数；

给定一个进制B和(x,y,z)的值，通过公式1求解，可以得到k₁和k₂；

步骤(b)、按光栅扫描方式扫描隐写载密图像G_s，将隐写载密图像G_s分成连续的互不重叠的三像素组序列Q，三像素组序列Q中的一组数据包含三个像素点的像素值，三像素组序列Q的组数为

步骤(c)、从三像素组序列Q中按照顺序取出一组数据，将这组数据标记为(x,y,z)；计算f(x,y,z)＝(x+k₁×y+k₂×z)ModB，得到一位B进制下的秘密数据d_B；；

步骤(d)、重复步骤(c)，直至全部三像素组序列中所有数据组处理完毕，得到B进制下的秘密消息S_B；

步骤(e)、根据进制B，把B进制下的秘密消息S_B转换成二进制的秘密消息S。