[发明专利]基于多MSB分块编码的加密图像可逆数据加密解密方法

说明书

本发明公开了一种基于多MSB分块编码的加密图像可逆数据加密方法，采用如下步骤：将图像分块；加密得到加密图像；将加密图像分为平滑块和粗糙块，生成位置图；分块编码后压缩，生成辅助数据；将辅助数据嵌入加密图像中；对嵌入数据加密得到秘密数据存储在加密图像中，得到载密图像。本发明还公开了对加密方法的解密方法，包括如下步骤：辅助数据提取并恢复；恢复剩余辅助数据；提取并恢复秘密数据；利用秘钥解密嵌入数据；恢复光滑块数据；恢复粗糙块数据；解密处理；得到原始图像。本发明解决了现有技术中存在的数据嵌入率低和算法安全性不高的问题。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于多MSB分块编码的加密图像可逆数据加密方法，还涉及一种针对一种基于多MSB分块编码的加密图像可逆数据加密方法的解密方法。

背景技术

现如今大数据时代中，云存储技术和社交媒体网络已经日渐成熟，其中载有巨大信息量的数字图像是信息传播的主要方式之一。但在网络中的公共信道上传播的数字图像并非是安全的，如若被非授权者所截获，那将造成很大的损失。小到个人身份信息的隐私收，大到国防科技、医学医疗、国家机密等领域的重大安全问题，数字图像内容的安全性必须有可靠的保障手段来防止非授权人员窃取。针对此问题早期就有学者提出了可逆数据隐藏的解决方案。当前，许多研究已经广泛致力于可逆数据隐藏方法，其嵌入机制主要可以分为直方图移动、差异扩展和无损压缩三大类。虽然目前可逆数据隐藏技术已经相当成熟，但其嵌入率仍然不高，其算法安全性也差强人意。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多MSB分块编码的加密图像可逆数据加密方法，解决了现有技术中存在的数据嵌入率低和算法安全性不高的问题。

本发明还提供了上述加密方法的解密方法。

本发明所采用的技术方案是，基于多MSB分块编码的加密图像可逆数据加密方法，包括以下步骤：

步骤1、将M×N大小的原始图像I_o分为m个n×n大小的非重叠块；

步骤2、生成图像加密秘钥K_e，采用Runge-Kutta方法将K_e输入到Logistics-Logistics级联混沌系统中，生成一个混沌序列，以块为单位将原始图像I_o做加密处理，得到加密图像I_e；

步骤3、将加密图像I_e中的m个非重叠的块分为平滑块和粗糙块，生成位置图L来标记每个块为平滑块或是粗糙块；

步骤4、采用多MSB分块编码，分别对平滑块和粗糙块执行不同的压缩处理，同时生成必要的辅助数据，包括：哈夫曼编码规则Rule、标签图τ以及参考像素Ref；

步骤5、按顺序将步骤4中产生的所有的辅助数据嵌入加密图像I_e中；

步骤6、利用数据隐藏秘钥K_h对嵌入数据d进行加密，得到秘密数据d_e，将秘密数据d_e存储在步骤5的加密图像I_e的剩余可嵌入位置中，得到载有秘密数据的载密图像I_ew。

步骤1中m＝M×N/n²，原始图像I_o所有像素的最低位面原始数据用一个二进制序列L_sb保存。

步骤2中Logistics-Logistics级联混沌系统表示为：