[发明专利]一种基于免疫载体的空域灰度图像信息隐藏方法

说明书

本发明公开了一种基于免疫载体的空域灰度图像信息隐藏方法，本发明首先初始化一个抗体集。然后对初始化抗体集进行多轮迭代更新。在每一轮迭代更新中，首先计算抗体对应的实数值，将其作为锐化强度因子生成免疫载体图像。对免疫载体图像嵌入秘密信息得到含密图像，然后计算抗体的适应度。选取抗体集中适应度最高的部分抗体进行克隆与变异操作。根据变异后的抗体对抗体集进行替换更新。删除更新后抗体集中适应度最低的部分抗体并加入随机生成的新抗体，得到下一代抗体集。当迭代终止后，输出最优抗体并利用S‑UNIWARD信息隐藏方法获得最终的含密图像。本发明方法能够根据图像内容和克隆选择算法自适应优化载体图像，有效提高图像信息隐藏的安全性。

技术领域

本发明涉及数字图像信息隐藏技术领域，结合免疫载体的图像空域自适应信息隐藏方法，采用克隆选择算法生成免疫载体，将秘密信息嵌入到免疫载体中，能有效提高现有空域信息隐藏方法的安全性。

背景技术

随着互联网和信息传输技术的快速发展，人们已经能够通过网络进行高效便利的信息传输。然而，政府，企业和个人在信息传输过程中存在的信息泄露等问题使人们逐渐开始关注信息传输的安全性和隐蔽性。在如今的大数据互联网时代，可靠安全的进行信息传输对于国家、政府乃至个人都具有极其重要的意义。提出能够增强信息传输安全性的隐蔽通信技术对提升网络空间安全具有积极的作用。在此背景下，信息隐藏技术作为隐蔽通信的重要组成部分已受到国内外研究人员的广泛关注。信息隐藏技术利用多媒体文件的感知冗余和数据冗余，在不引起感知异常的条件下将秘密信息嵌入到图像、视频、音频等多媒体文件中，然后将携带了秘密信息的媒体文件通过公共信道传输。由于图像在互联网上的广泛传播和使用，以图像为载体的信息隐藏技术成为了研究人员的重点研究对象。根据秘密信息嵌入域的不同，现有图像信息隐藏方法可分为空域信息隐藏方法和变换域信息隐藏方法。

在目前公开发表的专利中，有下列专利与本发明方法解决类似的问题；名称为“一种自适应秘密信息多基表示的信息隐藏方法”的专利文献(申请号：CN201811240435.8，公开号：CN109413298B)提出一种空域信息隐藏方法。该方法利用图像块的标准差衡量纹理复杂度，然后根据不同图像块的纹理复杂度结合钻石编码嵌入不同大小的秘密信息，该方案的主要局限性在于：(1)将标准差作为图像块的纹理复杂度衡量指标准确性不足；(2)钻石编码的编码效率低于常用的STC(Syndrome-Trellis codes)编码；

文献[1]“孙曦,张卫明,俞能海等.基于空域图像变换参数扰动的隐写术[J].通信学报,2017,38(10):166-174.”中作者利用灰度线性变换和Gamma变换对载体图像进行预处理，然后使用空域隐写算法S-UNIWARD(Spatial UNIversal WAvelet RelativeDistortion)在预处理后的载体图像上完成秘密信息嵌入。实验结果表明在参数不匹配的情况下该方案能够提高S-UNIWARD对空域富模型(Rich Model)特征的安全性。文献[1]中所述方法仍存在不足之处：(1)利用灰度线性变化和Gamma变换对载体图像进行预处理时采用人为设定的参数，缺乏对不同载体图像内容的自适应性；(2)在参数匹配情况下，该方法不能有效提高算法对隐写分析的安全性。

发明内容

针对上述方法中存在的问题，本发明以提高现有空域图像信息隐藏安全性为目的，提出一种新的方法。该方法使用抗体对应的锐化强度因子值对原始载体图像进行锐化操作，得到免疫载体图像，并采用S-UNIWARD隐写算法将秘密信息嵌入到免疫载体图像中。通过克隆选择算法对抗体进行迭代优化得到最优抗体，并根据最优抗体对原始载体图像进行锐化得到最优免疫载体图像。最后利用S-UNIWARD隐写算法在最优免疫载体图像上嵌入秘密信息生成含密图像。

实现本发明的目的的技术方案如下：