[发明专利]一种基于空域特性的JPEG图像自适应隐写方法

权利要求书

1.一种基于空域特性的JPEG图像自适应隐写方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对JPEG载体图像做预处理，基于空域统计分布特性，计算每个子块在空域的块能量；步骤S1中，具体包括以下步骤：

S1.1：读取原始JPEG载体图像量化后的DCT系数，将每一个8×8子块解压到空域，得到各子块对应的空域像素值，计算每个子块的空域像素值的标准差作为块能量，一副有M×N个DCT系数的JPEG图像由M×N/64个DCT子块组成，用符号D_m，n表示第m行第n列的子块能量，其中0≤m≤M/8-1；0≤n≤N/8-1，对每一个8×8子块的空域像素值取绝对值后求标准差，即得到第m行第n列的子块能量D_m，n；

S1.2：运用反锐化掩膜法对大小为M×N的原始JPEG载体图像在空域进行锐化，先做高斯模糊，提取低频成分，然后把原始图像减去低频成分获得高频成分，再对高频成分与阈值比较，比阈值大的才进行增强，从而提取细节，然后对细节进行一定的增强，最后把增强的细节叠加到原始图像中，得到原始图像在空域的增强图像；

S1.3：运用Canny边缘检测法检测上述得到的增强图像在空域中的边缘信息，将提取的为边缘信息的像素点标为1，非边缘的像素点标为0，得到M×N的边缘信息标记图，将该图划分为一个个8×8子块，计算每个8×8子块中标为1的个数，将第m行第n列的子块中标为1的个数记为s_m，n；

S1.4：根据载体图像的增强图像的边缘信息，即每个子块的s_m，n值，调整每个子块的块能量大小，根据S1.3中提取的边缘信息，s_m，n值越大，该子块纹理越复杂，子块能量越大，经过大量实验，得到修正后的各子块能量值D′_m，n，即D′_m，n＝D_m，n×(s_m，n^α+1)，设参数α＝0.9；

S2：计算各频段系数修改后对应块能量变化量，得到各DCT系数修改后对应的块能量变化量；

S3：考虑邻近子块能量值，得到隐写失真代价函数；

S4：将失真代价函数与矩阵编码相结合，提高隐写安全性。

2.根据权利要求1所述的基于空域特性的JPEG图像自适应隐写方法，其特征在于，步骤S1.1中，将每一个8×8子块解压到空域的步骤包括反量化、IDCT变换和取整。

3.根据权利要求1所述的基于空域特性的JPEG图像自适应隐写方法，其特征在于，步骤S2中，具体包括以下步骤：

S2.1：对每个子块同一频段的系数都设同样的块能量变化量δ，可得到每个DCT系数修改后对应的块能量变化量δ_ij，其中，0≤i≤M-1，0≤j≤N-1，δ_ij计算如下：

JPEG图像系数用符号x表示，x_k，l(k，l∈{0，...，7})表示第m行第n列的子块中第k行第l列的DCT系数，当x_k，l进行+1或-1的修改时，由于系数处于不同频段，因而对该子块块能量影响程度也不一样，创建8×8各系数均为0的子块，把第k行第1列的位置设为1，对该位置进行反量化、IDCT变换和取整操作后，将得到的像素值取绝对值后求标准差记为q_k，l(k，l∈{0，...，7})，将q_k，l做复制和平铺处理，得到M×N的δ_ij，所有子块中相同频段的δ值相同；

S2.2：对离群系数作处理，当DCT系数进行修改时，如果两个系数处于不同子块的同一频段，则倾向于修改DCT系数绝对值更大的系数，当交流系数|x_i，j|≥8时，令块能量的变化量大小为δ′_ij＝δ_ij/|x_i，j|^0.2，得到修正的