[发明专利]一种基于直方图的鲁棒信息隐藏传输方法

摘要

本发明公开了一种基于直方图的鲁棒信息隐藏传输方法，主要用来在图像中进行无损信息隐藏。目前典型的无损信息隐藏算法是基于直方图移位的方法，该方法会因为图像压缩或图像传输的差错造成秘密信息无法提取，完全不具备鲁棒性。本发明提出了一种全新的方法，通过寻找直方图峰值、搜索鲁棒区间、进行直方图峰值点本身的替换等处理，不需要直方图移位，使得直方图方法具有了明显的鲁棒性，能对抗2～8倍JPEG2000方法的压缩。该方法复杂度低，易于实现，有利于提取信息后载体图像的高质量恢复。

主权项

一种基于直方图的鲁棒信息隐藏传输方法，其特征在于步骤如下：1）获得待处理的输入图像的像素统计直方图，令x代表输入图像的灰度值，x∈[0,255]，令h(x)代表输入图像的统计直方图中取值为x的样本个数；设直方图的峰值为h(p)，峰值点灰度值为p；2）设置d为鲁棒区间的门限值，d≥1；设置直方图值的门限T，T初始值为0，寻找鲁棒区间A和B；21）在[0,255]区间内搜索直方图h(x)，把其中h(x)≤T对应的x放入集合S1中；将集合S1中元素从小到大排列得到集合S，集合S中的元素个数为k；22）寻找集合S中的最大的两个连续区间A和B，其中区间A和区间B内的元素按自然数规律递增，区间A和区间B的长度分别为d1和d2，其中d1≥d2；若集合S中只存在一个连续区间则将该区间分成A和B两个区间：当k为偶数时，d1=d2=k/2；当k为奇数时，d1=(k+1)/2，d2=(k‑1)/2；若d2<d，则T=T+1，返回步骤21），重新寻找区间A和区间B；若d2≥d，则将此时的区间A和区间B作为寻找出的鲁棒区间A和鲁棒区间B；3）将鲁棒区间A、B内的直方图不为0的灰度值分别改为y1、y2，所述的y1、y2分别为距离区间A、B最近的灰度值；设区间A内1/2位置对应的灰度值为s1，区间B内1/2位置对应的灰度值为s2；4）将经过步骤3）变更后的新的输入图像内的像素进行扫描，搜索灰度值为p的点并且将灰度值为p的点定义为信息嵌入点；若待嵌入信息为1，则将该信息嵌入点的值置为s1，若待嵌入信息为0，则将该信息嵌入点的值为s2；直至所有信息嵌入点都嵌入信息；5）信息接收端接收含有嵌入信息的输入图像，并生成统计直方图；6）设含有嵌入信息的输入图像中嵌入信息为1的数量为N1，R=0，N1、R为均正整数；计算获得灰度值区间[s1‑R,s1+R]之间像素的个数m，若m<N1,则R=R+1，重复计算灰度值区间[s1‑R,s1+R]之间像素的个数，直到m≥N1；此时的灰度值区间[s1‑R,s1+R]为嵌入信息为1的直方图区间；设含有嵌入信息的输入图像中嵌入信息为0的数量为N0，L=0，N0、L均为正整数；计算获得灰度值区间[s0‑L,s0+L]之间像素的个数n，若n<N0，则L=L+1，重复计算灰度值区间[s0‑L,s0+L]之间像素的个数n，直到n≥N0，此时的灰度值区间[s0‑L,s0+L]为嵌入信息为0的直方图区间；7）扫描含有嵌入信息的输入图像像素，若当前灰度值x∈[s1‑R,s1+R]，则提取嵌入信息1，并恢复原像素x=p；若当前灰度值x∈[s0‑L,s0+L],则提取嵌入信息0，并恢复原像素x=p；其他情况x保持不变；最终恢复原输入图像并提取嵌入信息。