[发明专利]一种彩色二维码嵌入彩色图像的信息隐藏及提取方法

说明书

本发明公开了一种彩色二维码嵌入彩色图像的信息隐藏及提取方法，包括彩色二维码嵌入、嵌入误差数据隐藏和彩色二维码提取，将秘密信息通过基于zing库的彩色QR码生成和识别方法编码生成彩色二维码，大幅度提高秘密信息容量；将彩色二维码作为秘密图像，结合二维DCT变换，使大容量彩色二维码嵌入彩色图像，并将嵌入过程产生的小数误差进行二次隐藏，能够无损还原彩色二维码或无损还原彩色图像，实现对提取彩色二维码正确解码及对彩色图像的无损提取，达到大容量信息的秘密传输。

技术领域

本发明涉及一种彩色数字图像的信息隐藏提取方法，特别涉及一种彩色二维码嵌入彩色图像的信息隐藏及提取方法。

背景技术

当前社会互联网技术的迅猛发展，给信息传输带来便利的同时也给信息安全带来了隐患。信息隐藏是在视觉上不影响载体的前提下，将秘密信息嵌入到载体，可实现秘密信息的隐秘传输，该技术在版权认证，内容保护、秘密信息传输等方面广泛应用。为了提高信息的安全性，扩大隐秘传输信息容量，使用彩色二维码的信息隐藏技术也成为当前研究的热点。本发明所述彩色二维码为专利号 CN201510340217.1(发明名称：彩色QR码的编/解码方法)中的QR码，将秘密信息通过基于zing库的彩色QR码生成和识别方法编码生成彩色二维码，如图5所示。彩色二维码的解码需要精确解码色块的像素值，故而大大提高了彩色二维码的提取要求。所应用的彩色二维码也有发论文：基于Gzip压缩算法的彩色QR码生成与识别方法。

目前大多隐藏提取方法是将二值化图像或者灰度图像作为秘密信息进行隐藏，部分算法可以做到高度还原，但是可隐藏秘密信息容量小；也有部分学者将彩色图片作为秘密信息进行信息隐藏，但是不能无损提取还原秘密彩色图像，像素值会发生严重的失真或缺失，故而只能人眼的主观观察秘密信息代表的意义，并不能实现计算机自动识别。

彩色二维码初始化过程中，随着颜色种类的增多，编码的数据密度也随之增大，将秘密信息编码为彩色二维码作为秘密图像嵌入载体图像，大大提高秘密信息容量。在彩色二维码被提取后能实现彩色二维码解码系统的解码，实现了秘密信息识别的客观性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有彩色秘密信息图像不能被无损提取的问题，而提供一种彩色二维码嵌入彩色图像的信息隐藏及提取方法，用于扩大信息隐藏的容量，该方法能够实现彩色二维码不可感知地嵌入载体图像，并实现真彩色二维从载体图像提取后进行计算机识别解码，客观读取秘密信息。

实现本发明目的的技术方案是：

一种彩色二维码嵌入彩色图像的信息隐藏及提取方法，包括彩色二维码嵌入、嵌入误差数据隐藏和彩色二维码提取，具体如下：

1)彩色二维码嵌入，包括如下步骤：

1-1)彩色二维码进行预处理：将彩色二维码分为R、G、B三通道灰度图像，得到Sr、Sg和Sb；

1-2)将载体图像C进行R、G、B三通道分离，得到三通道分量Cr、Cg和 Cb；

1-3)分别对三通道分量Cr、Cg和Cb进行一次分块并二次细分块，得到细分块Ci0、Ci1、Ci2、Ci3和Ci4五部分；

1-4)取分块Ci0进行二维DCT变换生成矩阵dct_Ci0，取该分块矩阵的频域直流系数，作为彩色二维码的嵌入区域；取Ci1分块矩阵存储误差标记位；取 Ci2、Ci3和Ci4分块矩阵分别进行二维DCT变换生成矩阵dct_Ci2、dct_Ci3和 dct_Ci4，得到每个分块的频域直流系数，作为误差数每一位的存储区域；

1-5)嵌入彩色二维码：采用加权嵌入公式将步骤1-1)中的彩色二维码分量 Sr、Sg和Sb乘以加权系数嵌入步骤1-2)载体图像分量Cr、Cg和Cb变换矩阵 dct_Ci0中，生成dct_Cmi0矩阵，对dct_Cmi0矩阵进行逆二维DCT变换生成 Cmi0，得到含有彩色二维码信息的矩阵Cmi0；