[发明专利]基于纹理合成在图像中嵌入秘密信息的方法

说明书

本发明公开了一种基于纹理合成在图像中嵌入秘密信息的方法。本方法是通过设置不同尺寸来分割图像，产生多个大小相同的图像块，记录不同尺寸所对应的相同块的数量。对合成纹理图像首次嵌入秘密信息时，选择相同块数量最多时块的尺寸大小，定为合成纹理图像分块大小。隐写算法为在图像块边界区域采用LSB隐写嵌入秘密信息，相同的块嵌入相同的信息。再将图像块的尺寸逐级递减重新分割其余不同块的区域，再次按照相同块嵌入相同信息的方法来嵌入秘密信息，直至完成秘密信息的嵌入。本发明提出的方法可抵抗LSB隐写分析，因此该发明能提高隐写图像的鲁棒性；秘密信息的嵌入率可根据纹理图像块的嵌入深度进行调整，从而保证较高的嵌入率。

技术领域

本发明涉及一种基于纹理合成图像的隐写算法，它是利用信号处理和计算机技术分解数字图像内容，以便在通过纹理合成的图像中嵌入秘密信息，从而提出一种稳健的隐写算法。

背景技术

隐写术是信息隐藏技术的一种方法。以数字图像、文本、音频、视频、3D模型等数字媒体作为掩护，把要发送的秘密消息嵌入到载体信号内部，用来隐藏秘密信息；以不引起外界注意的方式，通过公共信道特别是互联网进行传递，从而不被窃听者引起怀疑。典型的隐写应用为两方之间的隐蔽通信，其存在对于可能的攻击者是未知的。

随着数字图像的普及和使用，已经出现了大量针对数字图像的隐写算法。大多数数字图像的隐写算法采用现有的平滑图像作为载体图像，将秘密信息嵌入到载体图像的代价为隐写图像的图像失真。隐写图像包含一些失真，不管其多微小，都将干扰图像的自然特征，这正是隐写分析检测隐写图像中是否含有秘密信息的切入点。

纹理合成在计算机视觉和计算机图形学中受到了很多的关注。其主要合成方法为通过示例纹理进行合成，使用基于像素或基于候选块的算法对源纹理图像进行重采样，以产生具有类似局部外观和任意大小新的合成纹理图像。基于像素的算法逐像素地合成图像，并使用空间邻域比较来选择样本纹理中最相似的像素作为输出像素。

传统的隐写方法是通过重写载体的最不重要位来隐藏秘密数据，嵌入容量与图像允许的失真度相关。载体失真度越高，截收者使用隐写分析工具分析出秘密信息的风险越高。

目前具有基于纹理合成过程提出的隐写算法，但并未有针对纹理合成后的图像作为载体进行隐写。纹理合成的方法可参阅如下文献：

K-C Wu and C-M Wang，Steganography using reversible texture synthesis，IEEE Trans.Imagr Process，24(1):130-139,2015。

发明内容

本发明的目的在于首次提出一种基于纹理合成图像的隐写算法，本隐写算法能够隐藏嵌入率可观的秘密信息，并能够抵抗传统的LSB隐写分析算法。

为达到以上目的，本发明的构想是：首先设置不同尺寸大小的块，将纹理合成图像划分成大小相同的一定数量的块，通过对纹理图像按照光栅扫描顺序进行块检索，可检索出图像中有许多完全相同的块。若纹理图像进行LSB隐写，隐写后检索出图像中相同块的个数为0。针对这一特性可知，纹理图像使用LSB隐写算法易受到攻击，并不能抵抗LSB隐写分析。本发明提出一种可抵抗LSB隐写分析的新型隐写算法。记录当设置不同尺寸大小块时，图像中完全相同块的数量。块的尺寸不同，图像中相同块的数量不同。使用相同块数量最多时其块的尺寸大小，来进行纹理图像的隐写。隐写算法为在相同块边界区域嵌入相同的信息，再将图像块的尺寸逐级递减重新划分剩余不同块的区域，重新嵌入秘密信息，直至完成秘密信息的嵌入。

根据上述发明构想，本发明采用下述技术方案：

一种基于纹理合成图像中嵌入信息的方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：

a.将已知的纹理合成图像进行分割，分为若干个大小为T_r×T_c的图像块；