[发明专利]一种基于多方向窗口的隐藏图像恢复方法

说明书

本发明公开了一种基于多方向窗口的隐藏图像恢复方法，其特征是，包括如下步骤：1）确定方向窗口；2）确定方向窗口像素估值；3）应用多方向窗口恢复图像；4）修复孤立点完成整个隐藏图像的完整恢复。这种方法利用图像局部区域具有方向性的特点，恢复的隐藏图像具有较好的视觉效果。

技术领域

本发明涉及信息隐藏和图像处理领域，具体是一种基于多方向窗口的隐藏图像恢复方法。

背景技术

随着计算机网络的发展、电子政务和电子商务的普及，在大数据时代对信息的安全存储、传输和访问等方面提出了新的挑战。虽然数字化信息给人们带来便利，但在网络中传输的信息容易被截获，存储的数据会被攻击，如果重要信息被窃取或篡改，用户可能因此而蒙受巨大损失。

信息隐藏也称数据隐藏，是将图像、图表、数据、声音等秘密信息隐藏于图像、声音、视频等载体信息中。隐藏了数据的载密信息，难以被人察觉出在信息隐藏前后的差别，只有合法用户才可以从载密信息中正确提取秘密信息。由于嵌入前后的载体无明显差异，因此隐藏操作并不影响原载体的使用。信息隐藏技术作为一种信息保护方法，可广泛应用于媒体版权保护、保密通信、隐私保护、国防军事等方面，信息隐藏技术较好的解决了信息安全领域诸多问题，是当前信息安全领域的一个重要研究热点。

信息隐藏主要是以图像为载体，如果需要保护的信息也是图像，则可以将一幅图像隐藏在另一幅图像之中实现安全保护。由于数字图像具有易于修改的特点，在存储和传输的过程中，载密图像容易遭受噪声干扰等攻击，这样提取出来的隐藏图像也同样会遭受到一定程度的破坏，若对载密图像进行去噪处理，现有的图像去噪方法虽能有效去除载密图像的噪声，但也同时破坏了载密图像中隐藏的像素比特位，导致从恢复后的载密图像中提取出的隐藏图像效果不佳，由于隐藏图像中像素的部分位被破坏，所以隐藏图像是受不规律的随机噪声干扰，用现有的图像恢复方法效果不尽理想。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于多方向窗口的隐藏图像恢复方法。这种方法利用图像局部区域具有方向性的特点，恢复的隐藏图像具有较好的视觉效果。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于多方向窗口的隐藏图像恢复方法，与现有技术不同的是，包括如下步骤：

1)确定方向窗口：若载体和隐藏信息都是图像，当载密图像在传输或存储的过程中被噪声干扰，在提取隐藏图像时，会导致隐藏图像中的某些位被破坏，检测载密图像的噪声点，确定隐藏图像像素中被破坏的位，用h对隐藏图像中像素p(x,y)被破坏的位进行标记，若像素p(x,y)的第k位被破坏，1≤k≤8，则h(k)＝1，表示该像素位是不可信的；若像素点p(x,y)的第k位没有被破坏，则h(k)＝0,表示该像素位是可信的，由于图像的纹理边缘具有一定的方向性，通过带有方向性的滤波窗口来恢复图像，可提高图像的恢复效果，以像素点为中心，通过在竖直、水平、45度及135度4个方向上分别增加一组像素，形成4个方向的方向窗口D_i，i＝1，2，3，4，即D₁、D₂、D₃和D₄分别为像素p的竖直、水平、45度和135度4个方向窗口，应用方向窗口中的像素对待修复像素进行修复，可得到在该方向上的恢复值，结合4个方向的修复数据，确定该像素的最终修复结果；

2)确定方向窗口像素估值：设p(x,y)为待修复像素，在p(x,y)的方向窗口D_i中高5位都可信的像素为i＝1，2，3，4，j＝1，2，..,t_i，其中为第i个窗口的第j个像素，t_i为第i个窗口中高5位都可信的像素个数，为像素的第k位标记值，1≤k≤8，令：

其中为像素可信度，n为正整数，

由于邻域像素与待修复像素越近，其相关性就越大，像素值越有可能接近于待修复像素值，设为邻域像素与待修复像素p(x,y)的欧式距离，则：