[发明专利]基于预测误差扩展的可逆图像认证方法及系统

权利要求书

1.基于预测误差扩展的可逆图像认证方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将图像分为若干不重叠图像块，每个图像块大小一致，并将图像块中的像素按照棋盘格划分为灰色集合和白色集合，灰色集合的图像块与白色集合的图像块交错排列；

S2、根据哈希函数计算每个图像块的认证码；

S3、计算灰色集合中所有图像块像素的预测误差，按照嵌入容量将图像块定义为差分块或平移块；

S4、对于差分块，采用差值扩展方式嵌入认证码；对于产生溢出的像素，将其位置信息和溢出量以二进制的形式顺次保存在动态数组S＝{s₁，s₂，...，s_n}中；重复该步骤直到处理完该集合中的所有图像块；

S5、对于平移块，采用预测误差直方图平移的方式嵌入认证码；对于容量V＜3的平移块只嵌入认证码；对于容量y≥3的平移块，除了嵌入V-1比特认证码，还将依次从步骤S4的动态数组S中取出1比特进行嵌入；重复该步骤直到处理完该集合中的所有图像块；

S6、计算白色集合中所有图像块像素的预测误差，按照嵌入容量将图像块定义为差分块或平移块；并执行步骤S4-S5，直到所有图像块完成两层嵌入操作；

S7、在认证阶段，按照嵌入方法的逆操作，依次从每个图像块中提取出所嵌入的认证码并恢复该图像块，将提取出的认证码与重新生成的认证码对比，若相同则判断图像为真实图像，若不相同则判断图像被篡改。

2.根据权利要求1所述的基于预测误差扩展的可逆图像认证方法，其特征在于，步骤S4中差值扩展方式嵌入认证码，包括以下步骤：

S41、将当前集合中像素的预测误差序列{e₁，e₂，...e_n-1，e_n}按从小到大的顺序进行排序其中下标σ_i为预测误差在初始预测误差序列{e₁，e₂，...e_n-1，e_n}中对应的位置，其中0≤i≤n；

S42、根据另一集合中像素值分布情况选择差值扩展的方向，进行认证码的嵌入；统计该另一集合图像块内灰度值在闭区间[0，7]和闭区间[248，255]中的白色像素个数，分别记为记为A₁和A₂，若A₁≤A₂，则将预测误差值向下扩展；反之，若A₁＞A₂，则将预测误差值向上扩展；得到新的预测误差序列为{e′₁，e′₂，...，e′_n-1，e′_n}；

S43、对新预测误差序列的预测误差值e′_i进行平移操作得到平移后的预测误差值e″_i，然后根据与e″_i对应像素的预测值计算得到嵌入认证码后的灰色像素值P′_i。