[发明专利]一种基于二维直方图平移的信息隐藏嵌入及提取方法

说明书

本发明提供了一种基于二维直方图平移的信息隐藏嵌入及提取方法。该信息隐藏嵌入方法包括：从嵌入载体中选取待嵌入秘密信息的4×4系数嵌入块；从所述嵌入块的系数中随机选择两个系数Y1、Y2组成嵌入系数对{Y₁,Y₂}，依据嵌入系数对{Y₁,Y₂}的值将系数对划分为19个互不交叉的集合，分别定义19个集合中每一种集合对应的二维直方图平移算法，根据待嵌入的秘密信息和当前嵌入系数对{Y₁,Y₂}所属集合对应的直方图平移算法将秘密信息嵌入到4×4系数嵌入块中。采用与信息隐藏嵌入相逆的操作进行信息提取。本发明提供的二维直方图平移方法具有嵌入容量大，嵌入误差小，嵌入效率高，尤其适用于高分辨率视频等优势。

技术领域

本发明属于信息处理技术领域，更具体地，涉及一种基于二维直方图平移的信息隐藏嵌入及提取方法。

背景技术

在二维直方图平移算法是视频信息隐藏领域中一种极为高效的方法，其主要利用QDCT系数、运动矢量等广泛分布的视频信息作为载体完成秘密信息的嵌入与提取。更进一步地，二维直方图平移算法主要利用QDCT系数或运动矢量的峰值点嵌入数据，通过对峰值点数值的加1或减1操作来完成数据的嵌入，因而处于峰值点的系数或运动矢量数目很大程度上决定了二维直方图平移的嵌入容量性能。由于视频拥有更多的冗余空间、QDCT系数或运动矢量直方图分布更加尖锐，因此二维直方图平移算法以视频为载体相较于图像而言具有好的嵌入性能，并且已成为视频信息隐藏研究的一个热点。

在传统的直方图平移算法中，基于QDCT系数的直方图平移算法是一种卓有成效的信息隐藏方法。依据现有文献所做的统计，值为“0”的QDCT系数占据了所有QDCT系数的82.87％到99.39％，由此可见，QDCT系数分布非常尖锐，因而作为直方图平移会具有极佳的嵌入性能。现有技术提出的信息隐藏算法中，典型地利用了一维直方图平移实现秘密信息的嵌入。通过峰值点0和-1来完成秘密信息的嵌入，其他非峰值点绝对值加1来实现向左和向右的平移。该算法实现简单高效，但是由于嵌入一位秘密信息，需要修改一位QDCT系数，嵌入效率不高，存在嵌入容量不佳的挑战。二维直方图平移是两个一维直方图的组合使用，另一现有技术提出了一种较为新颖的二维直方图平移算法，通过在4×4 小块中随机选取两个高频系数组成系数对，依据已有的系数对所属的集合，相应修改当前系数对来完成秘密信息的嵌入。该算法嵌入误差较小，嵌入效率高，然而其算法只针对于以H.264/AVC为编码方式的3D视频应用，无法直接适用于网络上占据主流的普通2D视频文件。除此之外，基于运动矢量的二维直方图平移算法也深受关注。另一现有技术中提出了利用运动矢量的水平和垂直分量作为候选嵌入位置，依据运动矢量两个分量所属的二维直方图集合，完成秘密信息的嵌入和提取操作。该方法嵌入容量极大，但因嵌入秘密信息所引起的嵌入误差即视觉失真也较大，因而对于高清视频、医疗图像等视觉质量要求较高的应用场景下并不适用。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于二维直方图平移的信息隐藏嵌入及提取方法，具有嵌入容量大，嵌入误差小，嵌入效率更高，尤其适用于高分辨率视频等优势。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种基于二维直方图平移的信息隐藏嵌入方法，包括步骤：

从嵌入载体中选取进行信息嵌入的嵌入块；

从所述嵌入块的系数中随机选择两个系数Y1、Y2组成嵌入系数对{Y₁,Y₂}，所述嵌入系数对{Y₁,Y₂}属于19个互不交叉的集合中的一个集合，预先定义所述 19个互不交叉的集合中每个集合对应的直方图平移算法，接收待嵌入的秘密信息，采用所述嵌入系数对{Y₁,Y₂}所属的集合对应的直方图平移算法将所述秘密信息嵌入到所述嵌入块中；