[发明专利]一种基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统，其特征在于：所述的系统采用FPGA终端架构，具体包括图像读取模块、秘密图像获取模块、缓存模块、通信模块、彩色图像嵌入模块；

所述的图像读取模块，用于获取载体图像I，并发送给缓存模块；

所述的秘密图像获取模块，用于获取彩色秘密图像，并发送给缓存模块；

所述的缓存模块，将收到的载体图像I、彩色秘密图像发送给彩色图像嵌入模块进行处理；

所述的彩色图像嵌入模块根据隐写算法将彩色秘密图像嵌入载体图像I中，得到载密图像，并经过通信模块进行发送；

所述的彩色图像嵌入模块执行的隐写算法如下：

S1：利用滤波器对载体图像I进行预处理，得到初始失真值D1；

S2：根据更新策略对载体图像I的初始失真值D1进行更新；

S3：根据嵌入算法结合步骤S2更新得到的初始失真值D2和彩色秘密图像进行嵌入，得到载密图像；

步骤S1，利用KerBohme滤波器H对载体图像I进行滤波得到载体图像I1，接着用低通滤波器L对载体图像I1滤波后取绝对值得到载体图像I2，最后使用1023除以载体图像I2中的每一个元素，并采用uint10函数取整得到初始失真值D1。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统，其特征在于：S2，所述的更新策略的步骤如下：

S201：将载体图像I2分为3*3不重叠的图像块；

S202：在指定的嵌入率α下，对每个图像块结合初始失真值D1做模拟嵌入，得到模拟嵌入结果；

S203：根据模拟嵌入结果计算出每个像素点是+1嵌入还是-1嵌入，或者是未嵌入信息，即修改类型为0；统计+1,0，-1的个数；

S204：若+1的个数不等于-1的个数，则按照公式(3)将D_new作为修改个数多的嵌入方式的失真，D1作为另一种嵌入方式的失真

式中，i、j表示像素点在图像中的坐标；

同时失真更新(1+α)，若0的个数多于+1与-1个数之和，则将+1与-1的失真都设置为最大失真值1023，也即认为此图像块不适合嵌入信息；对于其他情况则保持+1与-1的失真值都为D1。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统，其特征在于：所述的嵌入算法表示如下：

stego＝stc_embed(cover,plus,minus,secret,code)

式中，cover表示载体图像I2的某个图像块；plus为表示该图像块的+1失真；minus表示图像块的-1失真；secret表示秘密信息；code表示嵌入算法的编码矩阵，其表达式如下：

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统，其特征在于：所述的系统还包括存储有彩色图像库的存储模块，所述的图像读取模块从存储模块中获取一张彩色图像作为载体图像I。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统，其特征在于：所述的缓存模块，根据FPGA终端架构的DDR3控制缓存模块实现对内存任意地址的读写访问，通过设计一个分时复用子模块将缓存模块的单端口地址接口扩展为多路地址接口，并设计一个数据位宽转换子模块用于将外设的数据位宽转换为缓存模块能接受的位宽。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统，其特征在于：所述的系统还包括载体图像显示模块，所述的载体图像显示模块与缓存模块的一路地址接口连接，用于显示载体图像I。

7.根据权利要求5所述的基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统，其特征在于：所述的系统还包括彩色图像提取模块，所述的彩色图像提取模块与缓存模块的另一路地址接口连接，用于根据提取算法对载密图像进行秘密信息提取，并根据秘密信息重组秘密彩色图像。

8.根据权利要求7所述的基于FPGA的彩色图像隐秘通信系统，其特征在于：所述的系统还包括秘密彩色图像显示模块，所述的秘密彩色图像显示模块分别与缓存模块的另一路地址接口、彩色图像提取模块连接，用于显示秘密彩色图像。