[发明专利]基于投票策略预测像素的图像数据隐藏方法

说明书

本发明公开了一种基于投票策略预测像素的图像数据隐藏方法。本发明将封面图像按照国际棋盘的样式划分为灰色区和白色区，并使用白色区的像素来预测灰色区的像素，这里使用投票策略来进行预测，然后本发明通过一个映射表直接使用预测的灰色数值来嵌入多位秘密数据。在接收方恢复秘密数据时，可以根据接收到的灰色区域像素值与预测的灰色区域数值之间的差值来对照映射表查询在灰色像素所嵌入的秘密数据，从而提取信息。本发明所提出的方案把投票策略与像素预测相结合，可以显着提高秘密信息嵌入能力，并且在嵌入信息较多的时候使得载密图像具有较好的视觉效果。

技术领域

本发明研究的是像素预测信息隐藏这一领域，提出了一种基于投票策略对像素进行预测的图像数据隐藏方法。

背景技术

随着计算机和网络的快速发展，人们已经习惯于利用网络来传输各种数据，因此数据传输的隐私和安全问题变得越来越重要。在看似不寻常的数字图像载体中隐藏不想被发现或被篡改的信息是信息安全研究领域的一个热点问题。数据隐藏(DH)技术是一种潜在的解决方案，在实现信息传输的同时保护信息隐私。通常情况下，数据隐藏方法可以分为两大类：可逆数据隐藏和不可逆数据隐藏。分类的标准取决于接收者恢复封面数字图像的能力。可逆数据隐藏(RDH)可以在读取嵌入的秘密信息后恢复原始封面图像。不可逆数据隐藏(IRDH)在提取信息后不能无损恢复封面数字图像。IRDH方法通常用于不需要高精度封面数字图像的情况。

到目前为止，研究人员已经开发了许多高效且易于实现的图像数据隐藏技术，如差分扩展(DE)，直方图移动(HS)，基于预测的数据隐藏方法，像素值排序(PVO)，等等。DE方法通过扩展像素差异来嵌入秘密数据。在HS技术中，必须先生成图像强度直方图，然后修改数据嵌入。基于预测的数据隐藏方法包括三个主要步骤，即内容预测、数据嵌入和数据提取，这需要人们使用各种预测器来预测像素值，然后根据特定的数据嵌入规则修改原始或预测的像素值。最后，接收器根据从收到的图像中计算出的预测值提取数据。基于PVO的数据隐藏方法要求像素在一个图像块中按升序排列，然后修改其中的最小和最大像素值以嵌入秘密数据。

由于基于预测的数据隐藏方法的特点，嵌入性能和图像失真程度通常与所用的像素预测器和嵌入规则有关。对于内容预测，需要设计一个能够准确估计像素的预测器，如中值边缘检测器(MED)，梯度预测器，菱形预测器和插值预测等。对于数据嵌入，人们通常研究如何进一步优化数据嵌入方法，使其在给定的有效载荷下失真度低。

插值预测是一种相对特殊的预测方法。在基于插值预测的数据隐藏方法中，如果数据隐藏者传输的图像与原始图像大小相同，那么数据隐藏者会先将原始图像缩小到四分之一大小，将这些像素作为种子像素保持不变，并使用种子像素进行插值，使载体图像的大小与原始图像相同。然后，秘密信息只隐藏在插值的像素中。通过这种方式在提取秘密数据后无法恢复原始图像。如果数据隐藏者传输的图像尺寸大于原始图像，那么数据隐藏者会保留原始图像的所有像素作为种子像素，然后使用这些种子像素进行插值扩张，使覆盖图像的尺寸比原始图像大四倍。然后，机密信息只被隐藏在插值的像素中。通过这种方式，在提取机密数据后，只需要删除插值的像素就可以得到无损的原始图像。

基于插值的数据隐藏方法的重点是插值算法和数据嵌入方法。以前关于插值技术的工作包括邻域平均插值(NMI)、邻域像素插值(INP)、增强型邻域平均插值(ENMI)等。

发明内容