[发明专利]基于混合预测和哈夫曼编码的加密图像可逆数据隐藏方法

权利要求书

1.基于混合预测和哈夫曼编码的加密图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、计算原始图像当前像素I(i,j)的逆值I_inv(i,j)及预测值I_pred(i,j)；

步骤2、分别计算原始图像当前像素预测值与原始图像当前像素的差的绝对值Φ(i，j)、原始图像当前像素预测值与原始图像当前像素逆值的差的绝对值Φ_inv(i，j)；

步骤3、将Φ(i，j)、Φ_inv(i，j)进行比较，得到有预测误差的像素，并采用矩阵对该像素进行标记，生成第一误差位置图；

步骤4、对步骤3得到的所述矩阵进行压缩，压缩后的比特流用Π表示；

步骤5、对所述有预测误差的像素进行修改，生成灰度图像I'，并对修改像素进行标记，生成第二误差位置图Ω；

步骤6、将所述灰度图像I'分为由最高有效位层和剩余7个位面组成的图像I'_LSB，并对所述图像I'_LSB进行预测，并生成标签图θ；

步骤7、对所述标签图θ进行压缩，压缩后的比特流用Γ表示；

步骤8、利用加密密钥伪随机生成一个二进制矩阵S，将所述二进制矩阵S与图像I'进行位异或，生成加密图像I′_e；

步骤9、先将所述Π、Ω及Γ作为辅助信息存储到加密图像I′_e的最高有效位层中；再将剩余的辅助信息存储在剩余7个位面中；

步骤10、利用数据隐藏密钥对嵌入数据d加密，得到秘密数据d_e；

步骤11、把加密后的数据d_e存储在剩余7个位面的剩余像素中，得到含有秘密数据的加密图像I'_ew。

2.根据权利要求1所述的基于混合预测和哈夫曼编码的加密图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，其解密方法包括以下步骤：

步骤A、从含有秘密数据的加密图像I'_ew的最高有效位层提取出部分所述辅助信息，并将部分所述辅助信息通过解压缩恢复得到第一误差位置图，并在部分所述辅助信息中提取第二误差位置图Ω；

步骤B、根据最高有效位层提取出部分所述辅助信息，恢复得到标签图θ、秘密数据d_e；

步骤C、利用数据隐藏密钥对所述秘密数据d_e进行解密，得到解密后的嵌入数据d；

步骤D、利用加密密钥伪随机生成一个二进制矩阵S，将所述二进制矩阵S与含有秘密数据的加密图像I'_ew进行位异或，得到解密图像I'_dw；利用预测器计算所述解密图像I'_dw的预测值，并结合所述标签图θ，得到当前像素的标签t，进而恢复得到解密图像I'_dw的剩余7个位面，此时待解密的最高有效位层的像素为I′_d(i,j)；根据所述第一误差位置图、第二误差位置图Ω及待解密的最高有效位层的像素为I′_d(i,j)，恢复得到原始图像的最高有效位层，即得到完整的原始图像。

3.根据权利要求2所述的基于混合预测和哈夫曼编码的加密图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，步骤D中根据所述第一误差位置图、第二误差位置图Ω及及待解密的最高有效位层的像素为I′_d(i,j)，恢复得到原始图像的最高有效位层的具体过程如下：

首先计算像素I′_d(i，j)的预测值假设存在I′_d(i,j)|_MSB＝0和I′_d(i,j)|_MSB＝1，分别计算I′_d(i,j)|_MSB＝0和I′_d(i,j)|_MSB＝1与预测值的差的绝对值Δ⁰、Δ¹，比较Δ⁰和Δ¹，得到当前像素的最高有效位；

对每个像素重复上述操作，得到解密的已修改的图像；

根据第一误差位置图、第二误差位置图Ω及解密的已修改的图像恢复得到原始图像。