[发明专利]基于重构矩阵的高载荷图像隐写方法

说明书

本发明公开一种基于重构矩阵的高载荷图像隐写方法，包括如下步骤：S1、对密钥ksubgt;1/subgt;所对应的原始数独拼图进行扩展，构建重构矩阵M；S2、利用希尔伯特曲线将h×w大小的载体图像I扫描成一维像素的重排列后，将其划分成不重叠的像素对；S3、将二进制的原始秘密信息比特流B＝(bsubgt;1/subgt;，bsubgt;2/subgt;，…，bsubgt;n/subgt;)subgt;2/subgt;转换成九进制的秘密信息序列D＝(dsubgt;1/subgt;，dsubgt;2/subgt;，dsubgt;3/subgt;，…，dsubgt;h×w/subgt;)subgt;9/subgt;；S4、根据所确定的像素修正规则，将每两位九进制秘密信息隐藏到载体图像对应的像素对中，得到含密的伪装图像I′，继而将其发送给接收方。该方法不仅能够保持较好的伪装图像视觉效果，而且具有高载荷的嵌入容量和高效的嵌入效率，保证了实时通信的性能。

技术领域

本发明属于图像认证技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于重构矩阵的高载荷图像隐写方法。

背景技术

随着计算机网络和信息处理技术的快速发展，大量数字化信息能够更加方便有效地通过公开信道进行传输，其在提高通信效率的同时也带来了安全性问题。因此，如何在高效通信的条件下保证通信双方所传递信息的机密性已经成为信息安全领域重要的研究课题之一。

实现隐蔽通信的传统方法是通过诸如对称加密算法(DES、AES等)或非对称加密算法(RSA等)对要传输的秘密信息直接进行加密处理，但是密码技术在保证信息不被轻易破解的同时也使得被加密的信息暴露了其隐秘性的特点，容易引起第三方的恶意攻击。隐写术作为安全隐蔽通信的另一重要技术，则能很好地克服传统密码术的这些缺点，其利用载体信号自身的冗余性和人类感知系统的不敏感性，使得嵌入到载体中的秘密信息很难被攻击者所检测，可以在保护信息内容的同时也隐藏了信息的存在性，从而能够有效地防止秘密信息被恶意拦截和篡改。隐写技术所应用的载体包括文本、语音、图像和视频等，其中由于数字图像具有较大的数据冗余性以及便于传输和处理等特点，使得基于数字图像的隐写术得到了广泛的研究和关注。峰值信噪比PSNR和嵌入率ER为衡量一种图像隐写算法性能的两个重要评价指标，其分别用于评估伪装图像与载体图像之间的相似度即隐写质量以及单位像素所隐藏的信息载荷即隐写容量。然而，二者之间是相互影响的，一种高载荷的图像隐写算法往往会获得相对较差的隐写质量，因此该问题也是相关领域的研究者们所致力于解决的；此外，现有图像隐写技术上还存在嵌入载荷低、伪装图像视觉效果差等问题。

发明内容

本发明提供一种基于重构矩阵的高载荷图像隐写方法，旨在改善上述问题。

本发明是这样实现的，一种基于重构矩阵的高载荷图像隐写方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、对密钥k₁所对应的原始数独拼图进行扩展，构建重构矩阵M；

S2、利用希尔伯特曲线将h×w大小的载体图像I扫描成一维像素的重排列后，将其划分成不重叠的像素对；

S3、将二进制的原始秘密信息比特流B＝(b₁，b₂，…，b_n)₂转换成九进制的秘密信息序列D＝(d₁，d₂，…，d_h×w)₉；

S4、根据所确定的像素修正规则，将每两位九进制秘密信息隐藏到载体图像对应的像素对中，得到含密的伪装图像I′。

进一步的，重构矩阵M的构建方法具体包括如下步骤：

S11、查找密钥k₁对应的9*9原始数独拼图，基于密钥k₂确定各标记位的扩展编码规则，其中，{k₁，k₂}为通信双方事先共享相同的密钥序列；