[发明专利]一种离线可控机制下基于视频载体的图像隐藏方法

摘要

本发明公开一种离线可控机制下基于视频载体的图像隐藏方法，先将视频的关键帧进行2‑DWT变换；然后对子带进行Arnold变换，利用奇异值分解的性质和小波变换的多分辨率特性，将图像嵌入到置乱后的子带奇异值中，且当视频受到不同攻击时能实现图像的盲提取；具体包括彩色图像保密存储和彩色图像提取查看两个步骤。本发明为一种彩色图像在视频中的嵌入和提取的技术以及图像离线情况下有限次数查看及防拷贝的技术，即是一种离线机制下基于视频载体的图像保密存储技术，能够解决机密和隐私图像的保密和存储的问题，从而达到保护隐私和机密信息的目的，并且实现图像在权限范围内的有效性及可控性访问。

主权项

一种离线可控机制下基于视频载体的图像隐藏方法，其特征在于：先将视频的关键帧进行2‑DWT变换；然后对子带进行Arnold变换，利用奇异值分解的性质和小波变换的多分辨率特性，将图像嵌入到置乱后的子带奇异值中，且当视频受到不同攻击时能实现图像的盲提取；具体包括彩色图像保密存储和彩色图像提取查看两个步骤；其中，彩图图像保密存储的过程包括：选取视频的关键帧；对关键帧的蓝色分量进行一系列的DWT变换和SVD变换；对要嵌入的图像进行预处理；以奇异值为单位，将图像的奇异值嵌入到帧的奇异值中；帧重构；其中，图像提取查看的过程包括：选取含有图像的关键帧；对关键帧的蓝色和绿色分量分别进行一系列DWT变换和DCT变换；将变换后的子带进行奇异值分解；对图像进行重构；在上述彩图图像保密存储和图像提取查看的过程中，还分别包括彩色图像的权限加密和授权解密访问两部分，获取本地Mac地址，将Mac地址与授权访问次数写入待加密视频尾部，将视频后缀修改为.k文件，将本地视频进行加密，控制视频访问权限，从而保证访问隐藏在视频载体中的图像的权限，即授权访问彩色图像分为加密与解密两部分；所述离线机制下的加密存储的过程如下：1)由于Mac地址是通过网卡决定的，因此通过ADAPTER_INFO结构体方法来获取Mac地址；2)对访问的存储有彩色图像的视频文件进行权限设置，即访问次数等；3)将视频以二进制流的方式打开，并且将Mac地址和权限信息，写入视频尾部，从而形成一种特定格式的文件，当该文件头部的信息与本地Mac地址信息相同时，则能打开文件，否则无法打开文件；4)根据用户需要将文件的后缀名修改为自定义类型，隐蔽原文件的扩展名;所述离线机制下的解密查看的过程如下：1)通过获取解密者的Mac地址，并与从视频尾部提取的Mac地址进行比较，从而核实权限信息；2)在Mac地址符合的情况下，验证访问文件权限，当文间权限与开始时设置的不一致，停止访问文件；3)当所有权限均符合时，允许访问文件，即将该文件还原为一般视频，从而可以从视频中提取彩色图像；4)每次访问完文件后，用户可以根据自己的需求，选择重新更新访问权限；所述彩色图像通过数字水印嵌入的形式嵌入到视频载体中即彩色图像保密存储的过程如下：1)获取本机Mac地址，生成授权次数，将加密后的文件修改为自定义类型；2)将载体视频进行分帧处理，根据公式(1)计算视频帧内R、G分量中所有像素差值的绝对值的和，记为Sk，取Sk值较大的前20帧彩色图像嵌入的载体；其中，K为帧图像编号，其中Rk(x,y,1),Rk(x,y,2)表示第K帧图像分别在R,G分量(x,y)处的像素值；3)取关键帧的B分量进行2‑DWT变换，得到子带LH2；4)将子带LH2进行Arnold变换，迭代次数用key1保存，对置换后的子带进行DWT变换，得到子带HH3；5)将HW3进行DWT变换，然后对各子带进行DCT变换，得到的四个子带分别记为LL4、LH4、HL4和HH4，然后将各子带分别进行SVD分解，得到各子带的奇异值矩阵Sa1、Sh1、Sv1和Sd1以及对应的U、V矩阵；6)将RGB彩色图像进行分层，得到R图、G图和B图等三个子图；7)对分层后的每个子图进行Arnold变换，对置换后的子图分别进行DWT和DCT变换，对变换后的各子带进行SVD分解，得到子图中的各子带的奇异值矩阵Swa1、Swh1、Swv1、Swd1和对应的Uw、Vw和矩阵；8)将子图中各子带的奇异值分别嵌入到对应的子带LL4、LH4、HL4和HH4的奇异值中；Snk＝Sk+akSwk  (2)其中，Sk表示Sa1、Sh1、Sv1、Sd1；Swk表示Swa1、Swh1、Swv1、Swd1；ak表示不同子带的嵌入强度；9)LL4、LH4、HL4和HH4各块进行奇异值重构，再经过DCT逆变换和2级DWT逆变换得到含子图的子带LH2new；10)将LH2new进行Arnold反置换，然后进行2‑IDWTnew变换，可以得到含所有子图的视频帧图像；11)按上述步骤将子图重复嵌入到选取的关键帧中，然后将已嵌入所有子图的关键帧放回到原始视频中的对应位置，最终得到含彩色图像的视频序列。