[发明专利]一种对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法

说明书

本发明公开了一种对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法，包括以下步骤：S1、通过信息发送方对RadianceRGBE格式的图像进行重构，得到载体图像；S2、对载体图像进行动态嵌入，得到隐写图像；S3、通过信息接收方对隐写图像提取秘密信息；本发明解决了现有HDR无失真隐写技术会导致比较明显的流扩张现象，隐写的安全性低的问题。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法。

背景技术

图像隐写是一类在图片中隐藏秘密信息并使得秘密信息难以被发现和提取的方法。不同于与之对应的“加密”概念，图像隐写会使得含有秘密信息的图像同样具备意义，使得潜在的攻击者难以察觉这是一张包含了秘密信息的图像。

图像可以分为低动态范围(Low Dynamic Range,LDR)图像和高动态范围(HighDynamic Range,HDR)图像。由于真实场景的动态范围巨大，LDR图像并不能很好地还原真实地场景，尤其是在图像中存在过亮或过暗的区域时，会造成图像质量下降。而HDR图像拥有更大的动态范围，可以更好地还原出真实场景，是当前学术界与工业界的研究热点，应用也越来越广泛。然而图像隐写技术目前大多局限于LDR图像，虽然图像隐写已经在LDR领域取得了诸多成果与应用，但是HDR图像的像素是浮点数的特性意味着图像隐写在HDR领域还有很大的发展空间。

当前的HDR空域隐写技术可以分为无失真隐写和有失真隐写，无失真隐写意味着并不改变HDR图像的视觉效果，即不改变其显示时的RGB浮点数的值；有失真隐写意味着对HDR的视觉效果有一定改变，但是通过一定的手段来最小化这种改变使得这种变化对于人眼难以察觉或不可察觉。有失真隐写往往拥有更高的容量，但是安全性能相对较弱；无失真隐写虽然容量小于有失真隐写，但是安全性更高。

现有的HDR无失真隐写技术在安全性上仍存在两个隐患，第一是流扩张(StreamExpansion)问题，即隐写后会造成文件大小的变化，可能的攻击者可以直接通过图像的基本属性判断出该图像异常，并且由于无失真隐写技术的基础是当前最流行的RadianceRGBE格式，不能像LSB等算法那样通过更换文件格式来消除流扩张。第二是当前的无失真隐写方法中，忽略了Radiance RGBE格式保存图像时每个像素点的RGBE值的唯一性，使得当可能的攻击者得知算法后，无需载体图像就可以直接通过隐写图像获取秘密信息。这两点使得无失真隐写技术在安全性方面存在一定问题，需要研究一种方法对安全性进行加强。

HDR无失真隐写技术中，由于对RGBE中的指数(E)通道进行了改变，所以会导致比较明显的流扩张现象，使得隐写的安全性下降。此外，由于RadianceRGBE格式保存图像时会使得相同的RGB浮点数转换为RGBE整数时具有唯一性，所以当前的HDR无失真隐写技术存在一定安全隐患，在得知算法时，可以不需要载体图像，仅仅根据隐写图像就破解出秘密信息。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法解决了现有HDR无失真隐写技术会导致比较明显的流扩张现象，隐写的安全性低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法，包括以下步骤：

S1、通过信息发送方对RadianceRGBE格式的图像进行重构，得到载体图像；

S2、对载体图像进行动态嵌入，得到隐写图像；

S3、通过信息接收方对隐写图像提取秘密信息。

进一步地，步骤S1包括以下分步骤：

S11、通过信息发送方计算RadianceRGBE格式的图像中每个像素点的视觉效果等价的状态数HV_p，并筛选出状态数HV_p2的像素点；