[发明专利]一种基于矢量量化的可逆信息隐藏方法

说明书

本发明公开了一种基于矢量量化的可逆信息隐藏方法，包括以下步骤：步骤1、对原始的载体图像进行分块后，通过矢量量化过程得到初始索引表T；步骤2、使用优化算法重新排列初始索引表，得到新的索引表I；步骤3、利用当前索引的四个相邻索引的权重，计算获得预测误差；步骤4、根据不同的预测误差，对当前索引的编码模式进行划分；步骤5、使用自适应指标分配技术进行索引编码和信息嵌入，得到输出码流；步骤6、对输出码流进行解码和提取。本发明采用优化算法重新排列索引，使得索引间的空间相关性更强，更能有效压缩。另外，使用四个相邻索引计算预测误差，能够减小预测误差，有效降低比特率。

技术领域

本发明涉及信息隐藏技术领域，尤其涉及一种基于矢量量化的可逆信息隐藏方法。

背景技术

随着计算技术的快速发展，包括云计算，网络和多媒体应用在内的安全问题得到了广泛的研究。数据隐藏是一种通过将信息嵌入载体来隐藏秘密数据的技术，由于其广泛的应用，在这些研究中受到了极大的关注，其中数字图像已成为非常流行的通信媒介。此外，许多发展良好的图像处理技术可用于丰富数字图像的应用，使图像比其他媒体更具吸引力。

通常，数字图像由于其巨大的尺寸而需要大量的存储空间和长的传输时间。在无线网络中，这些约束限制了数字图像的使用，因为移动设备以低功率操作，具有有限的存储器，并且使用通常具有带宽限制的网络。为了使数字图像的传输兼容无线网络的限制，开发了图像压缩技术，用于以压缩形式传输数字图像，以减少所需的存储空间，节省带宽，并提高传输速度。

因此，许多相关的信息隐藏方法适用于各种压缩格式，如块截断编码(BTC)，联合图像专家组(JPEG)和矢量量化(VQ)。VQ压缩技术实现了高压缩率和可接受的图像质量，吸引了大量研究人员来研究VQ压缩图像的信息隐藏方法。

基于矢量量化的可逆信息隐藏方法是当前的研究热点。Chang等人(A losslessdata embedding technique by joint neighboring coding,Pattern Recognit)提出了一种使用联合相邻编码技术的VQ压缩码的无损数据隐藏方法。该方法首先生成重新排列的索引(RI)，并且使用所选索引来预测当前索引值。然后对预测误差，指示符和秘密比特进行编码以形成码流。然而，由于用于预测当前索引的索引是从相邻索引之一中随机选择的，因此将发生大的预测误差并随后降低编码效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于矢量量化的可逆信息隐藏方法，采用优化算法重新排列索引，使得索引间的空间相关性更强，更能有效压缩。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于矢量量化的可逆信息隐藏方法，包括以下步骤：

步骤1、对原始的载体图像进行分块后，通过矢量量化过程得到初始索引表T，具体为：

将原始的载体图像划分成不重叠的大小为w×h的图像块，每个图像块排列成k维的图像矢量V，然后将每个矢量按Z字形的顺序从上到下从左到右依次比较码本C中的码字Ci，并通过最小欧几里德距离找到每个图像矢量最接近的码字，从而获得索引表T；

步骤2、使用优化算法重新排列初始索引表，得到新的索引表I，具体包括：

第一步，输入码本的N个索引值，产生N个初始个体G(0)，设置进化代数g，最大遗传代数Gen；

第二步，计算群体G(t)中各个个体的适应度；

第三步，将选择算子作用于群体，根据个体的适应值，选择多个优良个体，作为父代遗传到下一代；

第四步，通过单点交叉、多点交叉或均匀交叉，对选中的个体进行交换染色体片段，产生两个新的后代；

第五步，将变异算子作用于群体，对选中的个体，以某一概率改变某一个或某一些基因值为其他的等位基因；