[发明专利]适用于批自适应隐写的安全嵌入方法

说明书

本发明公开了一种适用于批自适应隐写的安全嵌入方法，包括：利用度量图像纹理复杂程度的算法来计算每张载体图像的图像残差、图像能量或者图像波动，从而确定每张载体图像的纹理复杂程度；根据载体图像的纹理复杂程度，并结合编码方法和相应的隐写算法设置载体图像的安全容量；从所有载体图像中依次挑选纹理值最大的载体图像满嵌，直到消息嵌完为止，最终得到含有秘密消息的一批图像。该方法使用更直接、更精细的度量图像纹理复杂程度的方法，有利于提高隐写图像的性能。

技术领域

本发明涉及批隐写和隐写者检测技术领域，尤其涉及一种适用于批自适应隐写的安全嵌入方法。

背景技术

隐写术是一门隐蔽通信的技术，其目的是将秘密信息嵌入到通用的载体(如图像)中而不引起怀疑。设计隐写算法非常具有挑战性，这是因为目前缺少能够准确刻画载体的模型。近年来最主流的自适应隐写算法都是基于最小化加性失真模型来设计实现的，由于网格编码(STCs编码)能够使嵌入失真达到逼近界的性能，设计隐写算法就转换为如何设计能够准确度量嵌入代价的失真函数。目前的隐写分析技术都是通过提取载体的高维度统计模型特征来实现的，图像纹理复杂的区域难以被模型化，因此在纹理复杂区域的修改造成的失真较平滑区域小。自适应隐写算法会根据图像的内容将消息自适应的嵌入到纹理复杂的区域。

当在现实场景中应用隐写术时，发送者往往有多张图像和一段较长的秘密信息，此时发送者所面临的难题为如何将秘密信息分配到多张图像中以使这些图像最不容易被检测到，这也是批隐写所研究的主要内容。针对传统的非自适应隐写算法，Ker等人提出了五种嵌入策略，并且用实验证明了当抵抗通用盲隐写分析时，最大贪心策略和最大随机策略比平均策略、线性策略和平方根策略更安全。前两种策略是用尽可能少的图像来嵌入秘密信息，而后三种策略则是用所有的图像来嵌入秘密信息。尽管最大贪心策略具有最好的安全性能，但是它需要预先估计图像的容量(承载消息的最大量)。

当将批隐写应用于自适应隐写算法时(即批自适应隐写)，图像的容量取决于编码方法和具体的隐写算法。例如，UERD和RBV在消息嵌入过程中可以修改所有类型的DCT系数，包括直流系数、零交流系数和非零交流系数，而UED只能修改非零的交流系数，因此当用UED进行隐写时图像的容量相对较小；由于空域图像隐写时修改的是像素值且所有像素均可以被修改，因此当用相同的编码方法进行隐写时，分辨率相同的图像具有相同的容量。自适应隐写算法的本质是将消息嵌入过程中造成的修改尽可能多的聚集在图像纹理复杂区域，当嵌入相同的消息时，纹理复杂程度高的图像具有较高的安全性。如上所述，最大贪心策略原有的定义不再适用于批自适应隐写，即在进行批自适应隐写时，应该依次挑选纹理复杂程度最高而不是容量最大的图像来满嵌(即嵌入的消息长度等于图像的容量)。因此，批自适应隐写面临的最大难题是如何精确的度量图像的纹理复杂程度。Zhao等人基于失真和相对嵌入率间的关系提出了一种度量空域图像纹理复杂程度的方法，随后他们又利用直方图均衡对上一种方法进行了改进，且该方法可应用于空域和JPEG域。但是，以上两种方法都是间接的度量图像的纹理复杂程度，并且都不够精细，从而影响算法的安全性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于批自适应隐写的安全嵌入方法，具有较高的安全性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种适用于批自适应隐写的安全嵌入方法，包括：

利用度量图像纹理复杂程度的算法来计算每张载体图像的图像残差、图像能量或者图像波动，从而确定每张载体图像的纹理复杂程度；

根据载体图像的纹理复杂程度，并结合编码方法和相应的隐写算法设置载体图像的安全容量；

从所有载体图像中依次挑选纹理复杂程度最大的载体图像满嵌，直到消息嵌完为止，最终得到含有秘密消息的一批图像。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，使用更直接、更精细的度量图像纹理复杂程度的方法，有利于提高隐写图像的性能。

附图说明