[发明专利]一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法

摘要

本发明提供一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法，通过更合适的扰动度量方法计算二值图像像素点翻转带来的失真情况，通过STC编码嵌入秘密信息，提高秘密信息的嵌入容量，得到载密图像，最后通过像素选择策略对载密图像进行后处理，得到用于信道传输的二值隐写图像。本发明得到的二值隐写图像相比以前的方法，视觉质量更高，安全性、抗检测能力更强。本发明考虑翻转像素点之间存在相互影响，还提出一种像素选择的后处理策略，得到视觉质量更高，更安全的二值隐写图像。本发明可用于信息安全特别是二值图像秘密信息传输方面。

主权项

1.一种基于扰动失真和像素选择的二值图像隐写方法，其特征在于，包括以下步骤：11)假设输入的载体图像为X，计算载体图像的扰动失真分数图，记为D；12)把载体图像X和对应的扰动失真分数图D分块，分成大小为L×L的不重叠的载体图像块和扰动失真分数块，同时把秘密信息m分成长度为n的不重叠的秘密信息块；13)丢掉载体图像中所有的全黑或者全白的像素块以及对应的扰动失真分数块，选择所有非全黑或者全白的像素块以及对应的扰动失真分数块，分别记为X’和D’；14)采用一个随机序列S去置乱X’和D’，对于第i个载体图像块及其对应的扰动失真分数块，进一步将其分成l×l的超像素和对应的超像素扰动失真分数块，每一个超像素的值由超像素中黑色像素点的奇偶性决定，超像素的扰动失真分数块由超像素中最低分的扰动失真分数块来代替，通过这个方法，能得到载体向量vector_x，通过STC编码方法嵌入第i个秘密信息段，得到载密向量vector_y，对比vector_x和vector_y，得到需要翻转的超像素的位置；15)对于每一个需要翻转的超像素，翻转其最低分的像素点；16)重复14)和15)步，直到所有的秘密信息都被成功嵌入；17)使用随机序列S去逆置乱步骤16)得到的已成功嵌入秘密信息的载体图像，得到载密图像Y；18)对于载密图像Y，通过像素选择策略，得到视觉质量更高且更安全的二值隐写图像Y’；其中，计算二值图像的扰动失真分数图包括以下步骤：21)找到图像中所有边缘位置像素点，标记这部分像素点的位置为P＝{pi},i＝0,1,2...k，k为能找到的所有边缘像素点的数量；22)使用扰动度量方法计算每个像素点的扰动失真分数，得到对应的扰动失真分数图，记为T；23)从1到k遍历pi，找到T中所有位置为pi的像素点，对这部分像素点的扰动失真分数乘以一个系数t，得到新的扰动失真分数图T”；24)取分数图D的最低分为min_score，截断新的扰动失真分数图T”，使其小于min_score的分数都置为min_score；25)在信息嵌入步骤，分别用T和T”的块进行选择，选择能得到视觉质量更好的隐写图像的扰动失真分数图块来进行嵌入；其中，二值图像隐写中像素选择策略的具体实现方式为：31)对STC编码后得到的载密二值图像Y，对比原载体图像X，得到所有需要翻转的像素点的位置，记为C＝{ci},i＝1,2,...,k’，k’为需要翻转的像素点的总数量；32)使用扰动度量方法计算载密二值图像Y的扰动失真分数图，记为Dy；33)从i＝1到k’遍历ci，找到与像素点ci来自同一超像素的其他像素点，在Dy中判断ci是否是这些像素点中的最低分像素点，若是，则不处理，若不是，则找到最低分像素点所在的位置，记为plow，分别翻转ci和plow，分别计算图像视觉质量，选择翻转后视觉质量更好的像素点ci或者plow进行翻转。