[发明专利]图像认证及篡改定位方法

说明书

技术领域

本专利所属技术领域为计算机安全、信息隐藏、图像处理、电子商务、电子政务等。

背景技术

为了叙述上的方便，以512×512像素大小的灰度图像Lena.bmp为例，将基于直方图的图像可逆信息隐藏算法描述如下：

(1)分析原始图像直方图。读入原始图像1，并绘制该图像的直方图，如图2所示。在该直方图内最大值点对应的像素值为156，说明在原始图像内该像素值的像素点个数最多；其左端值为0到28和其右端值为245到255的像素值均为零，说明在原始图像中不存在这些像素值的像素点。

(2)直方图处理。对图像进行扫描，如果扫描到的像素点其值为[29155]，则将其值减去1。扫描完成后，在原图内不再存在像素值为155的像素点。

(3)嵌入信息。再次对图像进行扫描，如果扫描到的像素点其值为156，则可以在该点隐藏1位信息。隐藏规则为，如果待嵌入点为0，则该点保持不变；如果待嵌入点为1，则将该点值减1。至此，信息隐藏完成。

(4)提取信息。对隐藏了信息的图像进行顺序扫描，如果扫描到的像素点值为156，则提取一个信息位0，如果扫描到的像素点值为155，则提取一个信息位1，扫描过程完成即完成隐藏信息的提取。

(5)恢复原始图像。再次扫描图像，将在图像内扫描到的像素点值在[28 155]之间的点加1，即完成图像的复原。

发明内容

以可逆信息隐藏算法为基础，在可逆信息隐藏算法的基础上进行改进实现数字图像的认证。能够对数字图像进行有效性认证，并实现篡改定位等。专利的重点在于将图像进行了分块，然后在每一块内实现信息的嵌入这样保证了对每一个细小的图像块都嵌入认证信息。当任何一个图像块发生改变后，都能在水印中体现出来，从而达到对图像的细节认证。

附图说明

图1是读入的一个示例图像。

图2是图1的灰度直方图。

图3是每个峰值点能嵌入的隐藏信息位数En、所需左右两侧连续零值点个数总和Sn、所需左侧连续零值点个数Ln、所需右侧连续零值点个数Rn之间的关系。

具体实施方式

1认证信息嵌入过程容量说明

(1)读取载体图像，绘制出其直方图，找出该直方图的峰值点Max及其左侧的连续零值点L_i，i∈[0，Max]，右侧连续零值点R_i，j∈(Max，255)。

(2)为了提高信息的隐藏容量和嵌入信息后图像的透明性，针对峰值点，在直方图左右两侧选择连续零值点进行匹配嵌入，每个峰值点能嵌入的隐藏信息位数En、所需左右两侧连续零值点个数总和Sn、所需左侧连续零值点个数Ln、所需右侧连续零值点个数Rn之间的关系如图3所示。

在嵌入信息时，如果峰值点左右两侧的零值点个数均大于则将左侧连续个零值点作为嵌入处理位，另一侧需要处理的连续零值点个数为如果在峰值点两侧的某一侧中连续零值点个数Zn(Zn≡Ln或Zn≡Rn)小于则将该侧的连续零值点作为嵌入处理位，另一侧需要匹配的连续零值点个数为Zn’(Zn’＝Sn-Zn)。

(3)隐藏信息时，顺序扫描图像，如果遇到峰值点Max，则从经过混沌置乱后的信息序列中选取En个比特位，如果选取的En个比特位均为0，则像素值保持不变；否则，计算选取序列的和Sb，根据峰值点两侧零值点个数情况，将Max与Sb进行算术运算完成信息嵌入。

比如，峰值点两侧的零值点个数均大于7，在扫描过程中遇到峰值点Max，则从要隐藏的序列中选取4个比特位，如果选取的4个比特位均为0，则像素值保持不变；否则，计算选取序列的和Sb，如果mod(Sb，2)＝0，则峰值点减去Sb/2，如果mod(Sb，2)＝1将峰值点加上

另一种情况下，如果峰值点某侧(以左侧为例)的零值点个数小于7，例如，Ln＝3，在扫描过程中遇到峰值点Max，则从要隐藏的序列中选取4个比特位，如果，选取的4个比特位均为0，则像素值保持不变；否则，计算选取序列的和Sb，如果Sb≤3则将峰值点减去Sb，如果Sb＞3，则将峰值点加上Sb。

按照上述步骤顺序扫描图像内所有像素点，即可完成嵌入。在实际操作中，可以先选取一个峰值点对应4位嵌入信息完成嵌入，嵌入完成后根据所得到的PSNR值和实际需要的嵌入容量对嵌入位数进行进一步的修正。

2图像认证实现简介

应用本方法嵌入的水印嵌入方式，水印信息的提取过程即为嵌入过程的逆过程。需要注意问题如下：