[发明专利]一种基于多个差值直方图自适应修改的可逆嵌入方法

说明书

本发明适用于可逆信息隐藏领域，提供了一种基于多个差值直方图自适应修改的可逆嵌入方法，对原始图像进行图像差值计算得到差值序列；根据伪随机序列对差值进行分类，将差值序列均匀分成N份，并统计差值个数，生成N个差值直方图；每个差值直方图选择一对扩展点，嵌入秘密信息，采用穷举寻优得到参数N使得差值直方图偏移量最小；获得修改参数，根据伪随机序列固定，作为每次嵌入的固定规则，修改差值直方图图像像素；对载体图像和秘密信息进行恢复。解决现有的大部分可逆隐藏方法，在将秘密信息嵌入到载体后，差值直方图会产生不规则变化、峰值不再是零点位置，攻击者很容易从其直方图统计特征中来发现秘密信息的存在的技术问题。

技术领域

本发明属于可逆信息隐藏领域，尤其涉及一种基于多个差值直方图自适应修改的可逆嵌入方法。

背景技术

随着全面信息化时代的到来，数字经济快速发展，信息资源在给人以便利的同时，也带来各种诸如信息泄露、信息资源版权纠纷、信息内容真伪难辨等信息安全问题。这些问题阻碍了数字经济的发展，侵害了个人所属权益，甚至威胁了国家安全。如何处理好信息海量增长与数字经济发展的关系，强化数据资源全生命周期安全保护，保障信息安全，已经成为了社会发展的亟需解决的关键问题之一。

信息隐藏作为一种保护信息安全的关键技术，能够实现在不影响载体使用的前提下对秘密信息的有效隐藏，在近年来受到了海内外研究学者的广泛关注。其中，可逆信息隐藏旨在借助一定辅助消息的前提下，实现对嵌入秘密信息以及原始载体的无损恢复，在一些对原载体恢复有较高要求的敏感图像处理领域有重要应用价值。一般情况下，一个隐藏算法可以从不可感知性，嵌入后图像视觉质量以及嵌入容量等几个方面去评估其算法性能。针对提升嵌入容量和提高嵌入后图像的视觉质量，目前已经有很多学者提出了大量的可逆隐藏方案，例如基于差值扩展的可逆隐藏方法，基于预测误差直方图移位的可逆隐藏方法等。这些方法通过统计图像的某些特征生成对应直方图，对生成直方图的部分点值进行扩展和移位，以产生不重叠点的方式进行可逆嵌入，由于这些方法只对部分图像进行了微小的改动，可以实现较好的嵌入后图像视觉质量。然而，针对不可感知性，目前相关研究还比较少。实际上，对于现有的大部分可逆隐藏方法，在将秘密信息嵌入到载体后，差值直方图会产生不规则变化、峰值不再是零点位置，攻击者很容易从其直方图统计特征中来发现秘密信息的存在。在这种情况下，若算法不能保证一定的抗统计特征检测性，其可逆隐藏算法的优势无法体现，不利于秘密信息的有效保护。在保证可逆的前提下，需要改变嵌入方式，进一步提高可逆嵌入算法的不可感知性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多个差值直方图自适应修改的可逆嵌入方法，旨在解决现有的大部分可逆隐藏方法，在将秘密信息嵌入到载体后，差值直方图会产生不规则变化、峰值不再是零点位置，攻击者很容易从其直方图统计特征中来发现秘密信息的存在的技术问题。

本发明是这样实现的，一种基于多个差值直方图自适应修改的可逆嵌入方法，所述可逆嵌入方法包括以下步骤：

步骤S1：对原始图像进行图像差值计算得到差值序列；

步骤S2：根据伪随机序列对差值进行分类，将差值序列均匀分成N份，并统计差值个数，生成N个差值直方图；

步骤S3：每个差值直方图选择一对扩展点，嵌入秘密信息，采用穷举寻优得到参数N使得差值直方图偏移量最小；

步骤S4：获得修改参数，根据伪随机序列固定，作为每次嵌入的固定规则，修改差值直方图图像像素；

步骤S5：对载体图像和秘密信息进行恢复，即完成可逆嵌入恢复。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤S1的具体步骤为首先，假设一个A×B大小的图像I，按从左往右，从上往下的顺序，将图像中不重叠的相邻两个像素组成像素对(x_2i-1,x_2i)，其中，1≤i≤[A×B/2]，则其像素对差值可计算为：