[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

说明书

本发明公开了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，包括：根据原始图像当前像素的逆值及预测值得到有预测误差的像素，并采用矩阵对该像素进行标记，之后对矩阵进行压缩得到Π；对有预测误差的像素进行修改，并生成第二误差位置图Ω；将修改后的图像分为由最高有效位层和剩余7个位面组成的图像，并对图像进行预测，并生成标签图；对标签图进行压缩得到Γ；将二进制矩阵S与修改后的图像进行位异或，生成加密图像；将Π、Ω及Γ作为辅助信息依次存储到加密图像的最高有效位层中、剩余7个位面中；对嵌入数据加密得到秘密数据；把秘密数据存储在剩余7个位面的剩余像素中，得到含有秘密数据的加密图像。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种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。

背景技术

大数据时代的发展对信息的存储和传输提出了更加严苛的安全性要求，数字图像由于信息量大，冗余较多和易传输的特点，常常用作载体进行数据传输。可逆数据隐藏不仅可以完全提取秘密数据，宿主图像也可以无损地恢复，实现了对密文和载体图像的同时保护，这种可逆性在医学、军事、法律取证等应用领域中尤为重要。许多研究已经广泛致力于可逆数据隐藏方法，其嵌入机制主要可以分为直方图移动、差异扩展和无损压缩三大类。目前，可逆数据隐藏技术已经相当成熟，但其嵌入率仍然不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种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，解决了现有技术中存在的数据嵌入率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，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，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得到的矩阵进行压缩，压缩后的比特流用Π表示；

步骤5、对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，并对图像I'_LSB进行预测，并生成标签图θ；

步骤7、对标签图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。

本发明的特点还在于：

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辅助信息，并将部分辅助信息通过解压缩恢复得到第一误差位置图，并在部分辅助信息中提取第二误差位置图Ω；