一种基于低秩压缩的密文图像可逆隐藏方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115063493A(43)申请公布日2022.09.16(21)申请号202210398415.3(22)申请日2022.04.15(71)申请人广西师范大学地址541004广西壮族自治区桂林市育才路15号(72)发明人苏泽锐(74)专利代理机构杭州一串数字知识产权代理有限公司33437专利代理师李延容(51)Int.Cl.G06T9/00(2006.01)G06T3/40(2006.01)G06F21/60(2013.01)G06F21/16(2013.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于低秩压缩的密文图像可逆隐藏方法(57)摘要本发明涉及信息安全领域和图像处理技术领域，具体涉及一种基于低秩压缩的密文图像可逆隐藏方法；本发明为了保持块内像素的相关性，采用异或‑块置乱的加密算法得到加密图像，然后，通过预处理二进制块，形成标记数组，接着，通过一种针对不同类型二进制矩阵秩的编码方法，信息嵌入者将秘密信息嵌入到压缩所留出空间中，使信息隐藏算法完全可逆，最后通过位替换将秘密信息嵌入到加密图像中，在确保图像安全性的条件下，提高了可逆信息隐藏算法的嵌入容量。CN115063493ACN115063493A权利要求书1/1页1.一种基于低秩压缩的密文图像可逆隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先将图像分块，然后每块采用异或加密：加密算法主要由三个部分构成，包括基于块的异或加密，块置乱，块内像素置乱，加密密钥为K＝{K1,K2,K3}，接着，内容所有者通过加密秘钥K1产生加密比特流bs，将bs分成k个8位长度的二进制串，即bs1,bs2,…,bsk.对于块Bt，Bt中16个像素p1,p2,…,p16分别与bst进行异或加密；(2)对加密后的图像块进行置乱处理：利用密钥K2置乱所有块，经过块置乱之后，接着对块的内像素利用密钥K3进行置乱，加密图像在高位平面中仍然保留了部分空间相关性，并允许数据隐藏者在其高位平面中嵌入数据；(3)将加密图像的高位平面逐个划分成4×4的二进制块，然后对二进制块进行标记，形成标记序列flag，标记后的二进制块转化为类型T1的二进制块：按照从上到下，从左到右的次序扫描图像块并且计算块内1的个数n1，如果n1≤8，对应的标记位置设为0，否则设为1，由此形成标记数组Flag，Flag的长度与块的个数相同，如果n1>8，不仅要将对应的标记设置为1，还要将二进制块中所有元素由0变为1，由1变为0；(4)对二进制块根据块的秩进行分类，根据分类进行压缩，分析每一个二进制块的实际嵌入容量，对每块进行秘密信息嵌入，得到载密图像：根据r的值分成如下三类，当r＝0时，用1标识，当r＝1时，用00标识，接着存储当前块所分解的行向量和列向量，当r>1时，用01标识，记录块2的高两位做辅助信息T；(5)提取秘密信息，无损恢复原始图像：接收方收到载密图像后，首先对位平面划分成4×4的非重叠块，按照上到下从左到右的次序扫描所有块，如果当前块标识为1，表示当前块是全0块，嵌入的秘密信息为余下的l1(l1＝15)个比特位，如果当前块标识为00，从块中提取出行向量和列向量用于恢复原始块，嵌入的秘密信息为块中的后l2(l2＝6)个比特位，如果当前块标识为01，保持当前块不变，块中没有嵌入信息，将所有的秘密信息连接形成信息L，L中的前2q3位为位类型M3中原始的高2位，用于恢复类型M3的比特平面，L余下的比特位则是秘密信息Ds，接收方拥有信息嵌入密钥Kh，则可以恢复出明文信息s。2CN115063493A说明书1/4页一种基于低秩压缩的密文图像可逆隐藏方法技术领域[0001]本发明涉及信息安全领域和图像处理技术领域，具体涉及一种基于低秩压缩的密文图像可逆隐藏方法。背景技术[0002]随着多媒体内容爆炸式增长，需要大量存储空间用于存储图片或视频等多媒体内容，催生出了云计算。云计算所提供的存储空间和高端计算的服务越来也越便捷，由此带来的安全性问题不容忽视。云端可能会在图像中嵌入一些额外的数据，以识别所有权或验证图像的完整性。同时，载体图像和嵌入数据应在提取嵌入数据后完全恢复。可逆数据隐藏是一种将秘密信息以一种不易察觉的方式嵌入到多媒体中的技术。密文域可逆隐藏方法是在不知道原始载体图像的情况下，直接将秘密信息嵌入到加密图像中，并在解密及信息提取后能够无损恢复出原始载体图像。密文域可逆隐藏方法在军事领域、医学成像和法律取证有着广泛的应用。[0003]密文域可逆隐藏方法目前发展较快，主流的密文域可逆隐藏方法大致可分为两种：第一类是在加密前腾空间，首先对载体图像进行预处理，然后再进行图像加密操作，最后将秘密信息的嵌入。如在预处理过程对像素进行预测，计算出预测差值，对预测差值