[发明专利]一种基于二值图像的自适应隐写算法

摘要

本发明公开一种基于二值图像的自适应隐写算法，包括根据图像纹理特征计算载体图像的扰动度量，载体图像分块，图像块置乱，秘密信息加密，STC编码嵌入，携密图像块逆置乱，携密图像恢复，获得一副纹理完整的已嵌入秘密信息的携密图像。本发明使用了一种新型且安全性能高、有效抗穷举破解的载体置乱算法，结合抗检测性高的度量方法以及STC编码，所设计的二值图像信息隐藏方法有着非常高的安全性能以及抗检测性，对于安全隐秘通信有着非常大的作用。

主权项

1.一种基于二值图像的自适应隐写算法，其特征在于，包括以下步骤：S10根据图像纹理特征计算载体图像的扰动度量，先根据crmiLTP方法提取载体图像的纹理特征，然后以该纹理特征为标准，计算翻转单个像素点所带来的crmiLTP数量上的变化，并以该变化为度量值衡量该单个像素点翻转所带来的失真度；S20根据S1所得到一个与载体图像相同大小的失真度量矩阵D，矩阵中的值对应着翻转相应像素点所带来的载体失真度，由于二值图像中大部分的像素点翻转都会带来很大的失真，不适合嵌入秘密信息，因此需要对载体图像进行分块，选择适合嵌入秘密信息的载体图像块进行嵌入。分割完成载体图像后一共得到n个互不重叠大小为L_B×L_B的正方形图像块，对每一个图像块进行选择，不符合嵌入条件的图像块将不进入秘密信息嵌入步骤，最终得到n_a个可嵌入载体图像块X_ij，以及n_a个不可嵌入载体图像块；S30对n_a个可嵌入载体图像块X_ij进行置乱，(i,j)表示该图像块的左起第一个像素点坐标，以该像素点坐标作为该图像块的标记序号。其中置乱过程使用的密钥为K1和K2，该密钥由发送方和接收方共同拥有，同时，在失真度量矩阵D中选择出X_ij中像素点对应的失真度量值矩阵块D_ij，也进行密钥为K1和K2的置乱，始保持图像块X_ij中像素点与失真度量矩阵块D_ij的失真值的对应关系不变，对n_a个可嵌入载体图像块X_ij以及失真度量值矩阵块D_ij置乱后，得到n_a个乱序载体图像块和n_a个乱序的失真度量矩阵块S40对秘密消息明文进行加密得到密文m，并根据可嵌入消息图像块数量n_a对秘密消息进行分段，得到n_a个互不重叠的秘密消息分量m_i，每一个秘密消息分量m_i对应一个乱序载体图像块进行嵌入；S50将S40所得的秘密信息、S30产生的载体图像块X_ij‘及其对应的失真度量矩阵块D_ij作为STC编码的输入，经STC编码后输出携密载体图像块S60携密图像块逆置乱：对n_a个携密载体图像块调用逆置乱算法得到恢复纹理特征的n_a个逆置乱恢复的携密载体图像块Y_ij；S70将步骤S6得到n_a个携密图像块Y_ij与步骤S2n_b个未嵌入秘密信息图像块按照载体图像的原始像素排列顺序重新组合，得到一副纹理完整的已嵌入秘密信息的携密图像Y。