[发明专利]一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法

说明书

本发明提出了一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法。对于图像拥有者，其对原始图像进行块置乱和块级流加密，生成加密图像并发送给信息隐藏者。对于信息隐藏者，首先，其基于加密图像块进行相邻像素预测，获得预测误差；其次，对预测像素的预测误差位序列进行重排，生成重排的预测误差二进制流；然后，利用游程编码对预测误差二进制流进行弹性压缩并腾出冗余空间；最后，用隐藏秘钥加密秘密信息并将秘密信息嵌入到所腾出的冗余空间以获得含秘图像。对于接收者，其根据拥有的秘钥解密原始图像或秘密信息。与其他现有技术相比，本发明提出的方案在嵌入容量具有较为优越的性能。

技术领域

本发明属于信息安全之图像内容安全领域，具体涉及一种弹性选择和游程编码的加密图像的可逆信息隐藏方法。

背景技术

现阶段网络已经成为人们生产生活环境的重要构成，为人们带来了极大的便利，但与此同时也对个人信息安全构成了严重的威胁，为保护人们的合法利益不受到网络侵害，人们尝试通过各种途径，对大数据时代下的个人信息安全进行保护。信息隐藏是指将秘密信息隐藏于可公开的媒体信息中，使人们凭直观的视觉和听觉难以察觉其存在的技术。在数字时代，信息隐藏的载体形式可为任何一种数字媒体，如图像、声音、视频或一般文本文档等。图像作为在互联网中被广泛使用的媒介，将其用于信息隐藏的载体能有嵌入大量信息且不易被发现。基于数字图像的信息隐藏技术通过略微的修改原始图像的像素值来将信息藏入图像载体，而未经授权的第三方无法察觉图像变化。虽然，经过信息隐藏的载体图像相较于原始图像会有一定程度的失真，但是人的肉眼还是无法轻易发现，能够有效避免吸引非法窃取者的注意。而加密图像的可逆信息隐藏技术解决了原始图像载体暴露的问题，进一步保护了数字图像载体的安全性。

为了在保持加密图像安全的情况下，提高加密图像携带秘密信息的能力。本发明提出了一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法。

发明内容

本发明提出了一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法。对于图像拥有者，其对原始图像进行块置乱和块级流加密，生成加密图像并发送给信息隐藏者。对于信息隐藏者，首先，其基于加密图像块进行相邻像素预测，获得预测误差；其次，对预测像素的预测误差位平面进行重排，生成重排的预测误差二进制流；然后，利用游程编码对预测误差二进制流进行压缩并腾出冗余空间；最后，用隐藏秘钥加密秘密信息并将秘密信息嵌入到所腾出的冗余空间以获得含秘图像。对于接收者，若其拥有加密秘钥，可以通过解密获取原始图像；若其拥有隐藏秘钥，则可以用来解密并获取秘密信息；若其同时含有两种秘钥，则可以同时解密原始图像和秘密信息。与其他现有的相关工作比较，本发明提出的方案在嵌入容量具有较为优越的性能。

本发明的技术方案步骤如下：

一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，用于在图像拥有者、信息隐藏者及接收者之间进行秘密通讯，其具体步骤如下：

S1：图像拥有者对原始图像进行块置乱和块级流加密，生成加密图像并发送给信息隐藏者；

S2：信息隐藏者基于加密图像块进行相邻像素预测，获得预测误差；

S3：信息隐藏者对预测像素的预测误差位序列进行重排，生成重排预测误差二进制流；

S4：信息隐藏者用游程编码对重排预测误差二进制流进行弹性压缩并腾出冗余空间；

S5：信息隐藏者用隐藏秘钥加密秘密信息并将秘密信息嵌入到所腾出的冗余空间以获得含秘图像并发送给接收者；

S6：接收者从收到的含秘加密图像中提取秘密信息和恢复原始图像。

作为优选，所述S1中，图像拥有者对原始图像进行块置乱和块级流加密，生成加密图像并发送给信息隐藏者的方法如下：

S11：将大小为M×N的原始图像Io划分成K个互相不重叠的大小为2×2的图像块B_i，i＝1，2，…，K，图像块数量K的公式如下：