[发明专利]基于SVD的信息隐藏方法

权利要求书

1.一种基于SVD的信息隐藏方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，预处理步骤：首先，加载秘密信息，计算出经过预处理后的信息量；然后，加载载体图像，计算出载体图像能够容纳的信息量；其次，对加密信息进行压缩处理；最后，用户输入密钥，并使用Arnold变换对隐藏信息进行加密处理；

步骤2，加密步骤：首先，选择待传输的原始载体图像，将秘密信息的描述信息存储在载体图像的开头；若嵌入量满足条件，则对载体图像分块进行DCT变换，获取DCT系数矩阵；然后，对选中的DCT系数矩阵进行SVD分解，获取最佳的信息隐藏位置；最后，采用F5隐写算法将秘密信息嵌入到最佳隐藏位置；

步骤3，解密步骤：提取秘密信息的描述信息；对加密后图像进行DCT变换；每个DCT系数矩阵进行SVD分解，获取秘密信息隐藏位置；使用F5隐写算法提取出秘密信息；用户输入密钥并对提取后的秘密信息进行Arnold反变换解密；解压秘密信息数据获得秘密信息原始数据；

其中：

所述步骤1的具体步骤为：

步骤1.1,加载秘密信息A，计算出经过预处理后的信息量

加载秘密信息A,并由公式计算出该秘密信息经过预处理后的信息量；上式中，A.length表示隐藏信息A的大小；并将秘密信息表示成矩阵的形式；

步骤1.2，加载载体图像I，计算出载体图像能够容纳的信息量

加载载体图像I，并由公式计算出该载体图像I能够容纳的最大信息量，上式中，I.width表示I图像的宽度，I.height表示I图像的高度；若步骤1.1中计算出该秘密信息经过预处理后的信息量超过上述步骤计算出的该载体图像I能够容纳的最大信息量，则需要对隐藏信息A进行裁剪；

步骤1.3，对加密信息进行压缩处理

对秘密信息A进行压缩，利用公式A＝k*B+C实现秘密信息的压缩，其中矩阵C中的数据都等于矩阵A中元素的平均值，则k*B＝A-C,若A-C中所有元素的绝对值都不大于127，则k＝1,否则k＝2；由于A中的元素最多由8bit表示，由此可得矩阵C的元素最多由8bit表示，且矩阵A中的元素都是非负整数，故k的最大值为2；将k和矩阵C中的元素cij存储到描述信息中，待与秘密信息的长度和高度一起嵌入到载体信息的开头；经过预处理的信息B以绝对值的形式存储，并将负数的位置信息存放在数组f中作为密钥的形式传输给接收者；

步骤1.4，用户输入密钥，并使用Arnold变换对隐藏信息进行加密处理Arnold变换用公式表示如下：

其中x,y的取值为{0,1,2，…,N-1},N为数字信息矩阵的阶数；

用户输入3个密钥的数值，key_x,key_y,和len，均为正整数，对秘密信息A根据用户输入的密钥选取加密区域，区域选中后，采用公式x’＝x+y,y’＝x+2*y,然后x’、y’分别对选中区域的宽度和高度len进行取余运算：x’＝x’modlen；y’＝y’modlen；然后将原来的x,y坐标的数据搬移到新的x’,y’处；重复该过程t次，变换完成。

2.根据权利要求1所述的基于SVD的信息隐藏方法，其特征在于：步骤1.3中，设将秘密信息表示为m×n的矩阵A，A.length表示秘密信息的大小，在不影响秘密信息的情况下，将其压缩；

故将矩阵A分解成如下形式：

A＝k*B+C

其中B,C为m×n矩阵；

aij:表示A中元素，bij:表示B中元素，cij:表示C中元素

假设矩阵A中最大值max＝Max(aij)，最小值min＝Min(aij),

若k＝1，则B＝A-C；

若k＝n,则n*B＝A-C,需要保证B中元素都为整数，

bij＝Math.round((aij-cij)/n),其中0≤i<m,0≤j<n；

最后获得矩阵B，并将k，cij存入秘密信息的描述信息中，记录矩阵B的负数位置存入数组f中，将其作为密钥传输，故矩阵B中存储数据的绝对值形式，矩阵B就是预处理后的秘密信息。