[发明专利]一种数字图像秘密分享及恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像信息隐藏技术领域，特别是涉及一种数字图像秘密分享及恢复方法。

背景技术

相比诸多其他类型的数字信息，数字图像因其生动、直观等特点成为了网络中表达信息的重要手段，图像中可能包含大量的涉及安全的敏感信息而不能直接传送，需要对这些信息进行加密处理后才能防止秘密信息的泄露。通过图像秘密分享方案可以保护数字图像的有效性、保证通过数字图像传输的信息不被截获和篡改。由台湾学者Chang-Chou Lin和Wen-Hsiang Tsai(具体见Chang-Chou Lin，Wen-Hsiang Tsai.Seeret image sharing with steganography and authentication[J].The Journal of system and software，2004(73)：405-414)提出的一种数字图像秘密分享方案，该方案实现了灰度图像的(k，n)门限，但该方案不能精确恢复秘密图像且在存储和传输上都存在着极大的浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种数字图像秘密分享和恢复方法，只需要获取其中部分嵌入秘密图像的影子图像即能精确恢复原本的秘密图像文件。

为实现上述目的，本发明提供了一种数字图像秘密分享方法的实施例，将秘密图像分拆到掩盖图像中，该数字图像秘密分享方法包括如下步骤：

(1)根据图像秘密分享门限的k，n值，构造RS删除码生成矩阵G_(k+n)×k；

(2)初始化n个集合v₁，v₂，Λ，v_n，同时赋予集合v_i一个唯一的编号d_i＝i，其中1≤i≤n；

(3)按照一定的顺序依次从秘密图像S中取出k个未进行分享操作的像素点，记作α_k×1＝(a₁，a₂，Λ，a_k)^Γ；

(4)利用RS删除码生成矩阵G_(k+n)×k对α_k×1进行编码操作，可得到码字β，β_(k+n)×1＝(G_(k+n)×k·α_k×1)mod 251；

(5)将产生的码字向量β中的最后n个元素(b_k+1，b_k+2，Λ，b_k+n)按顺序依次放入集合v₁，v₂，Λ，v_n中；

(6)判断秘密图像S中的所有像素点是否全部处理完毕，若是，则进入步骤(7)，否则，返回步骤(3)；

(7)任意选取n幅图像作为掩盖图像，将集合v₁，v₂，Λ，v_n中的数据分别嵌入到n幅掩盖图像中，得到最终的n幅影子图像Y₁，Y₂，Λ，Y_n。

其中步骤(1)中的RS删除码生成矩阵G_(k+n)×k的前k行为一单位矩阵，后n行为一范德蒙行列式。

步骤(3)可以行为顺序或以列为顺序依次从秘密图像S中取出k个未进行分享操作的像素点。且当秘密图像S中未进行分享操作的像素点的数目不足k个时由0补足。

另外，步骤(7)选取的n幅掩盖图像与秘密图像S具有相同类型和尺寸。将n幅掩盖图像的每个像素值的最后d位挖空，其中d＝8/k，当d为非整数时则向上取整，形成d位缺省图，将集合v₁，v₂，Λ，v_n中的数据分别嵌入到n幅掩盖图像缺省的部分。

当步骤(7)形成n幅影子图像后，可将原秘密图像文件销毁。

使用上述数字图像秘密分享方法分享秘密图像后，本发明还提供一种对分享的秘密图像进行恢复的数字图像秘密恢复方法，该秘密图像嵌入掩盖图像后形成影子图像，使用至少k个影子图像可恢复出原分享的秘密图像(当影子图像的数量小于k个时则不能恢复出原分享的秘密图像)，其中2≤k≤n，该数字图像秘密恢复方法包括如下步骤：

(1)构造一个空的集合S；