申请/专利权人：安徽大学

申请日：2019-12-24

公开（公告）日：2022-03-29

公开（公告）号：CN112995429B

主分类号：H04N1/32(20060101)

分类号：H04N1/32(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.03.29#授权;2021.07.06#实质审查的生效;2021.06.18#公开

摘要：本发明涉及一种基于BRG嵌入顺序原则的彩色图像可逆信息隐藏方法、恢复方法，与现有技术相比解决了针对彩色图像特性进行可逆信息隐藏后无法保证其拥有较好视觉质量的缺陷。本发明包括以下步骤：原始彩色图像的获取；预测及嵌入过程；载密图像的获得。本发明对彩色图像进行嵌入时，根据人眼视觉对于彩色图像R、G、B三通道的不同视觉感受，建立了BRG嵌入顺序原则，并实现了对彩色图像进行可逆信息隐藏后，其载密图像依旧保证其良好的主观视觉质量，减少了攻击者对载密图像的注意与怀疑，降低了载密图像被攻击的可能性，从而进一步提高图像的安全性。

主权项：1.一种基于BRG嵌入顺序原则的彩色图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：11原始彩色图像的获取：获取待处理的原始彩色图像；12预测及嵌入过程：对原始彩色图像中像素进行预测，得出预测误差序列；再进行综合复杂度排序，将之前得出的预测误差序列根据综合复杂度进行升序排序；对升序排序后预测误差序列进行阈值筛选；再依据BRG嵌入顺序原则进行嵌入、进行辅助信息的嵌入处理；所述对原始彩色图像中像素进行预测包括以下步骤：121将原始彩色图像分为dot“o”和cross“x”两类像素，在预测时，先对cross“x”类像素利用双层局部最小二乘的预测方法进行预测，再对dot“o”类像素利用双层局部最小二乘的预测方法进行预测；122所述利用双层局部最小二乘的预测方法包括以下步骤：1221首先将预测块中部分cross“x”像素通过相邻dot“o”像素进行菱形预测得出预测像素值并用得出的预测值将其替换，其计算公式如下： xi,j-1,xi,j+1和xi-1,j,xi+1,j为xi,j上下左右相邻的四个像素点；为替换xi,j后得到的预测像素值；1222计算R、G、B每个通道的预测值，其计算公式如下： 其中x指的是块中像素xi,j的相邻像素组成的一个行向量，v指的是预测系数，并将其组成一个列向量，表示得到的预测值； 表示通过最小二乘法最小化预测误差平方和，通过对v的分量取平方误差的偏导数并将其设置为零，得到v＝XTX-1XTy其中y是指从左到右从上到下扫描预测块中除四周2行2列像素得到的一个列向量，X指的是由x组成的一个矩阵，XT表示矩阵X的转置矩阵；1223计算R、G、B每个通道的预测误差，其计算公式如下： 生成对应的预测误差序列为e1,......,eN，其中，表示参考通道的预测误差序列，e1,......,eN表示当前通道的预测误差序列，N为像素个数；所述进行综合复杂度排序包括以下步骤：131分别计算R、G、B三个通道的综合复杂度，其综合复杂度的计算公式如下： 其中， 这里Δv1＝|xi,j-1-xi-1,j|，Δv2＝|xi-1,j-xi,j+1|，Δv3＝|xi,j+1-xi+1,j|，Δv4＝|xi+1,j-xi,j-1|，和是另外两个参考通道中与当前坐标相同的像素综合复杂度；132根据综合复杂度将当前通道的预测误差序列进行升序排列eσ1,......,eσN；33设计能量阈值D_T将序列中的高能量预测误差值去除，能量值的计算公式如下： 这里，分别指的是另外两个参考通道中与当前坐标相同的像素预测误差，并按照eσ1,......,eσN的顺序生成一条能量值序列D1,......,DN；若Di＞D_T，则表示其对应的当前通道的预测误差为高能量值，并将其从eσ1,......,eσN序列中去除，当Di＜＝D_T，表示其对应的当前通道的预测误差为低能量值，并将其在eσ1,......,eσN序列中保留；并得出筛选后的预测误差序列eμ1,......,eμM，M为个数，且M＜＝N；所述依据BRG嵌入顺序原则进行嵌入步骤，在嵌入时，先对cross“x”进行秘密信息嵌入，再对dot“o”进行秘密信息嵌入；其包括以下步骤：141选择在B通道的cross“x”像素上进行嵌入，并且先将总的信息量的一半嵌入到B通道的cross“x”像素上；142若该信息量未能达到B通道参与预测的cross“x”像素总量的一半时，则将剩余的一半信息嵌入到B通道的dot“o”像素上；143若该信息量超过了B通道参与预测的cross“x”像素总量的一半时，则先在B通道的cross“x”像素上嵌入参与预测的cross“x”像素总量的一半，后将剩余的信息嵌入到R通道的cross“x”像素上；144若该信息量未能达到R通道参与预测的cross“x”像素总量的一半时，则将剩余的一半信息嵌入到R通道的dot“o”像素上；145若该信息量超过了R通道参与预测的cross“x”像素总量的一半时，则先在R通道的cross“x”像素上嵌入参与预测的cross“x”像素总量的一半，后将剩余的信息嵌入到G通道的cross“x”像素上；146若该信息量未能达到G通道参与预测的cross“x”像素总量的一半时，则将剩余的一半信息嵌入到G通道的dot“o”像素上；147计算载密预测误差，并进行嵌入，其计算公式如下： 其中mk∈{0,1}为秘密信息，eμk为预测误差序列eμ1,......,eμM的预测误差,x′i,j为对应eμk嵌入后的像素；在预测误差序列上按照顺序进行逐个嵌入，若在嵌入时有像素点出现溢出，则将其在序列上的位置用1表示，并跳过对下一个符合条件的像素进行嵌入，在这条序列上未出现溢出的点则在其位置上用0表示，并将这条由0、1组成的序列作为位置图压缩，并记录其长度，其中B、R、G通道各自拥有2条位置图序列；所述辅助信息的嵌入处理包括以下步骤：151取记录的压缩位置图的长度L以及每个通道的嵌入量ECR,ECG,ECB、能量阈值D_T、h嵌入对应通道第一行像素的最低有效位上，并将压缩后的位置图嵌入到每个对应通道除第一行外的四周h行和h列的最低有效位上；152取B、R、G三通道的四周围h行和h列的像素点的最低有效位构成序列SLSB，将序列SLSB作为辅助信息的一部分嵌入到图像中；13载密图像的获得：通过嵌入处理后得到处理后的载密图像。

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百度查询： 安徽大学 一种基于BRG嵌入顺序原则的彩色图像可逆信息隐藏方法、恢复方法

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