[发明专利]基于预测误差图的加密图像可逆数据隐藏及解密方法

权利要求书

1.基于预测误差图的加密图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、准备嵌入数据和将大小为原始图像的第一行和第一列的像素作为参考像素，使用MED预测器对剩余像素进行预测，得到剩余像素的预测值；

步骤2、将预测像素的原始值减去步骤1得到的预测值，得到每个像素的预测误差值；

步骤3、将步骤2结果预测误差大于64或小于-64的像素定义为溢出像素，并将其原始值作为预测误差值；

步骤4、使用二进制矩阵J对步骤3定义的溢出像素进行标记，若当前像素为溢出像素，则矩阵J中相应位置记为1，否则记为0；

步骤5、将步骤2，3中得到的每个像素的预测误差值生成一幅预测误差图,对预测误差图使用MED预测器进行预测，得到预测误差图中每个像素的预测值；

步骤6、将步骤5预测误差图中的像素和其预测值都转换为8位二进制数，并且排序依次从最高位开始比较两个二进制数，直至两个比特位不相同，将相同的位数记为t，那么当前像素的标签值为t，收集每个像素的t值，生成标签图；

步骤7、对步骤6中标签值t为0的像素进行标记生成记录图，若当前像素的标签值为0，则记录图中对应位置记为1，否则记为0；

步骤8、使用扩展的游程编码对步骤4的二进制矩阵J和步骤7的记录图进行压缩，压缩后的比特流分别用和表示；

步骤9、使用哈夫曼编码对步骤6的标签图进行压缩，压缩后的比特流用表示；

步骤10、利用加密密钥伪随机生成一个二进制矩阵，将二进制矩阵与步骤5的预测误差图进行位异或，生成加密图像；

步骤11、将步骤10的加密图像的第一行和第一列的像素均转换成8位二进制并记录下来，依次排列用二进制串R表示；

步骤12、将步骤8得到的比特流、步骤9得到的比特流、步骤11的二进制串R以及步骤8得到的比特流先依次存储到加密图像的第一行和第一列像素中，接着，根据剩余像素的标签值t值，继续存储到剩余像素中；

步骤13、利用数据隐藏密钥对步骤1的嵌入数据加密，得到秘密数据；

步骤14、把步骤13加密后的数据继续存储到未嵌入任何数据的像素中，得到含有秘密数据的加密图像。

2.根据权利要求1所述的基于预测误差图的加密图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，所述步骤1中剩余像素的预测值计算公式如公式1所示：

(1)

是当前像素的预测值，。

3.根据权利要求2所述的基于预测误差图的加密图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，所述步骤2预测像素的原始值减去预测值公式如公式2所示，

(2)

式中，为预测误差值，为原始值；

步骤3中修改预测像素的预测误差值公式如公式3所示，

(3)。

4.根据权利要求3所述的基于预测误差图的加密图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，所述步骤5对生成的预测误差图中像素的预测值计算公式如公式4所示，

(4)

式中，为预测误差图中其像素的预测值，，，，表示预测误差图中的当前像素。

5.根据权利要求4所述的基于预测误差图的加密图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，所述步骤6预测误差图中的像素和其预测值都转换为8位二进制数的计算公式如公式5所示，

(5)

式中，表示预测误差图中的当前像素， 和分别为当前像素值和预测值转化为8位二进制数对应的第位；

从最高位开始，比较两个二进制数序列，直到两个比特位是不同的，并用标签值表示预测误差图的像素和预测值二进制序列相同的位数，应该是一个整数，且不超过8，当一个像素的标签值为时，意味着该像素可以嵌入位数据，进而生成标签图。