[发明专利]一种基于弹性双极性编码的图像可恢复信息隐藏方法

说明书

本发明公开了一种基于弹性双极性编码的图像可恢复信息隐藏方法，首先，提出一种基于像素的弹性双极性编码，在增加信息隐藏容量同时，减小视觉误差指标；其次，提出一种排序插值方法，在生成隐藏用图像时，有更好的隐藏容量；同时，提出一种新的信息隐藏流程，得到对插入图像可恢复的方法。基于本专利方法，可以获得在输入图片可无损恢复条件下，得到高信息隐藏空间，低视觉误差的信息隐藏方法。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及一种图像可恢复信息隐藏方法，具体涉及一种基于弹性双极性编码的图像可恢复信息隐藏方法及排序插值方法。

技术背景

信息隐藏(Information Hiding)是信息安全技术的一种。信息隐藏技术将信息隐藏于媒介编码中，利用媒介本身的特点，隐蔽隐藏信息，使被隐藏信息不容易被针对性的截获，分析。因这些特点，信息隐藏技术备受关注。随着网络中用户不得不越来越多的依赖于第三方进行的存储、传输、运算等操作的数据，例如云存储，邮件发送与接收，云计算等。用户数据极易在用户不知情，不许可的情况下，被各种半诚实或者恶意的网络实体搜索，截获，复制，分析，甚至售卖；而一般分析算法，通常直接根据信息媒介特征进行搜索，因此，信息隐藏技术，有其独特的安全应用价值。

目前，用于信息隐藏的媒介有多种形式：音乐，文本，图像，视频等。基于图像的信息隐藏技术，分为载体图像可恢复与载体图像不可恢复两种。相对而言，可恢复的图像隐藏，需要在插入隐藏信息时，保留原始图像信息，理论上会相对不可恢复图像隐藏更难，或者其隐藏效率会更低。但最近提出的基于图像扩展的插入隐藏技术，用插值图像提供了更大信息隐藏编码空间的编码方法。这一方法的思路是：抽取，插值，隐藏，还原。

用于信息隐藏的原始图像，记为Input图像，简记为I；将由I经像素插入处理后获得的用于信息隐藏图像集合，记为Cover图像，简称C；在C中隐藏信息之后称为Stego图像，简称S；在C中用于信息隐藏的最小操作单元，是图像中每个像素的单色分量，记为CP；C中，继承自I且保持不变的CP，记为BCP；基于BCP产生，用于隐藏信息的CP称为ICP；

当下的研究Cover中ICP可用于信息插入的编码空间，并没有充分应用：要么只是按设计视觉阈值，直接插入原始信息，虽然PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)指标最大利用，但是bPP(bit Per pixel)指标没有最优；要么以固定的方式，在每个ICP中插入一个基于数独索引的绝对地址编码，实现相对较高bPP指标，但许可PSNR指标不能充分利用，因为绝对索引编码，在一个ICP中只能使用一次。因此，当前基于图像的可恢复隐藏技术，在视觉阈值指标一定情况下，并没有充分利用Cover中每个ICP的插入编码空间，实现bpp优化。或者说，当需要大量、高效信息插入时，在视觉阈值控制指标不严格情况下，缺乏一种有效提高编码效率的技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于弹性双极性编码的图像可恢复信息隐藏方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于弹性双极性编码的图像可恢复信息隐藏方法，其特征在于：当有一组数字信息M需要隐藏，有一张供信息隐藏的原始电子图像，记为Input，简称I；将由I经像素插入处理后获得的用于信息隐藏图像，记为Cover，简称C；在C中隐藏信息之后的图像，记为Stego，简称S；在C中用于信息隐藏的最小操作单元，是图像中每个像素的单色分量，记为CP；在C及S中，继承自I且保持不变的CP，记为BCP；基于BCP产生，用于隐藏信息的CP称为ICP；

所述方法，具体包括以下步骤：

步骤1：输入图像I，插值形成图像C；

步骤2：计算C中每个BCP插值空间大小，按顺序从M中选择相应长度大小的子集M_i，进行弹性双极性编码隐藏到相应BCP中，最终形成信息隐藏后的S；

步骤3：从S中提取隐藏信息M及恢复I。