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专利号: 2020116203105
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、通过信息发送方对RadianceRGBE格式的图像进行重构,得到载体图像;

S2、对载体图像进行动态嵌入,得到隐写图像;

S3、通过信息接收方对隐写图像提取秘密信息。

2.根据权利要求1所述的对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法,其特征在于,所述步骤S1包括以下分步骤:

S11、通过信息发送方计算RadianceRGBE格式的图像中每个像素点的视觉效果等价的状态数HVp,并筛选出状态数HVp>2的像素点;

S12、对状态数HVp>2的像素点进行均匀的随机扰动,得到等价状态概率为 的载体图像。

3.根据权利要求1所述的对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下分步骤:

S201、初始化载体图像的累积的第一流扩张大小Ea为0,取嵌入像素点序列{xi|1≤i≤n}中一个像素点作为密钥像素点xkey,其中,嵌入像素点序列{xi|1≤i≤n}为载体图像中HVp>2的像素点组成的序列,1≤key≤n,xkey为嵌入像素点序列{xi|1≤i≤n}中的第key个密钥像素点,n为HVp>2的像素点的总数,HVp为每个像素点的视觉效果等价的状态数;

S202、对于key<i≤n的像素点xi,计算像素点xi的第一流扩张影响 判断累积的第一流扩张大小Ea是否等于0,若是,则将此时第一流扩张影响 对应的像素点xi作为第一嵌入点,并跳转至步骤S204,若否,则跳转至步骤S203;

S203、判断累计的第一流扩张大小Ea是否大于0,若是,则将第一流扩张影响 对应的像素点xi作为第一嵌入点,若否,则将第一流扩张影响 对应的像素点xi作为第一嵌入点;

S204、根据编码规则,在第一嵌入点处嵌入秘密信息,计算嵌入秘密信息后第一嵌入点实际的第一流扩张影响 并更新第一流扩张大小Ea为: 从嵌入像素点序列中删除像素点xi,i自加1;

S205、判断i是否大于n,若是,则跳转至步骤S206,若否,则跳转至步骤S202;

S206、对于1≤i≤key的像素点x1至密钥像素点xkey,重复步骤S202至步骤S204的方法过程,直到i=key+1;

S207、重复步骤S202至步骤S206,直到嵌入完成所有秘密信息或找不到任何满足条件的像素点xi,得到动态嵌入造成的流扩张 和剩余嵌入像素点序列;

S208、判断剩余嵌入像素点序列中是否存在满足 条件的像素点xi,若是,则跳转至步骤S209,若否,则跳转至步骤S210;

S209、改变满足 条件的像素点xi的状态,得到当前流扩张 为:结束动态嵌入过程,得到嵌入秘密信息的隐写图像;

S210、循环寻找剩余嵌入像素点序列中满足 条件的像素点xi,对满足条件的像素点xi嵌入秘密信息,直到前流扩张 结束动态嵌入过程,得到嵌入秘密信息的隐写图像。

4.根据权利要求3所述的对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法,其特征在于,所述步骤S202中计算像素点xi的第一流扩张影响 的方法为:S2021、对像素点xi所在的载体图像的行进行RLE编码,计算得到载体图像该行的第一次编码文件大小;

S2022、将像素点xi所在的载体图像的行的某个像素点处的像素值进行改动,计算得到载体图像该行的第二次编码文件大小;

S2023、采用第二次编码文件大小减去第一次编码文件大小,得到像素点xi的第一流扩张影响

5.根据权利要求3所述的对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法,其特征在于,所述步骤S204中的编码规则为:

A1、像素点xi的视觉效果等价的状态数HVp=1,像素点xi无法嵌入秘密信息;

A2、像素点xi的视觉效果等价的状态数HVp=2,像素点xi可嵌入1比特的秘密信息;

A3、像素点xi的视觉效果等价的状态数HVp=3,像素点xi可嵌入1比特或2比特的秘密信息;

A4、像素点xi的视觉效果等价的状态数HVp=4,像素点xi可嵌入2比特的秘密信息;

A5、像素点xi的视觉效果等价的状态数HVp=5,像素点xi可嵌入2比特或3比特的秘密信息;

A6、像素点xi的视觉效果等价的状态数HVp=6,像素点xi可嵌入2比特或3比特的秘密信息;

A7、像素点xi的视觉效果等价的状态数HVp=7,像素点xi可嵌入2比特或3比特的秘密信息;

A8、像素点xi的视觉效果等价的状态数HVp=8,像素点xi可嵌入3比特的秘密信息。

6.根据权利要求5所述的对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法,其特征在于,所述A2中嵌入1比特的秘密信息的方法为:嵌入秘密信息“1”,将像素点xi的状态更改为第0个状态,嵌入秘密信息“0”,将像素点xi的状态更改为第1个状态;

所述A3中嵌入1比特或2比特的秘密信息的方法为:嵌入秘密信息“1”,将像素点xi的状态更改为第0个状态,嵌入秘密信息“01”,将像素点xi的状态更改为第1个状态,嵌入秘密信息“00”,将像素点xi的状态更改为第2个状态;

所述A4中嵌入2比特的秘密信息的方法为:嵌入秘密信息“11”,将像素点xi的状态更改为第0个状态,嵌入秘密信息“10”,将像素点xi的状态更改为第1个状态,嵌入秘密信息“01”,将像素点xi的状态更改为第2个状态,嵌入秘密信息“00”,将像素点xi的状态更改为第

3个状态;

所述A5中嵌入2比特或3比特的秘密信息的方法为:嵌入秘密信息“11”,将像素点xi的状态更改为第0个状态,嵌入秘密信息“10”,将像素点xi的状态更改为第1个状态,嵌入秘密信息“01”,将像素点xi的状态更改为第2个状态,嵌入秘密信息“001”,将像素点xi的状态更改为第3个状态,嵌入秘密信息“000”,将像素点xi的状态更改为第4个状态;

所述A6中嵌入2比特或3比特的秘密信息的方法为:嵌入秘密信息“11”,将像素点xi的状态更改为第0个状态,嵌入秘密信息“10”,将像素点xi的状态更改为第1个状态,嵌入秘密信息“011”,将像素点xi的状态更改为第2个状态,嵌入秘密信息“010”,将像素点xi的状态更改为第3个状态,嵌入秘密信息“001”,将像素点xi的状态更改为第4个状态,嵌入秘密信息“000”,将像素点xi的状态更改为第5个状态;

所述A7中嵌入2比特或3比特的秘密信息的方法为:嵌入秘密信息“11”,将像素点xi的状态更改为第0个状态,嵌入秘密信息“101”,将像素点xi的状态更改为第1个状态,嵌入秘密信息“100”,将像素点xi的状态更改为第2个状态,嵌入秘密信息“011”,将像素点xi的状态更改为第3个状态,嵌入秘密信息“010”,将像素点xi的状态更改为第4个状态,嵌入秘密信息“001”,将像素点xi的状态更改为第5个状态,嵌入秘密信息“000”,将像素点xi的状态更改为第6个状态;

所述A8中嵌入3比特的秘密信息的方法为:嵌入秘密信息“111”,将像素点xi的状态更改为第0个状态,嵌入秘密信息“110”,将像素点xi的状态更改为第1个状态,嵌入秘密信息“101”,将像素点xi的状态更改为第2个状态,嵌入秘密信息“100”,将像素点xi的状态更改为第3个状态,嵌入秘密信息“011”,将像素点xi的状态更改为第4个状态,嵌入秘密信息“010”,将像素点xi的状态更改为第5个状态,嵌入秘密信息“001”,将像素点xi的状态更改为第6个状态,嵌入秘密信息“000”,将像素点xi的状态更改为第7个状态。

7.根据权利要求3所述的对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法,其特征在于,所述步骤S209中改变像素点xi的状态的公式为:其中,k为改变像素点xi的状态的偏移量,HIp为像素点p种所有等价状态对应的k的值的集合。

8.根据权利要求3所述的对高动态范围图像的秘密信息嵌入和提取方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下分步骤:

S301、通过信息接收方接收隐写图像,提取隐写像素点x′key中的秘密信息,并基于隐写像素点x′key的秘密信息初始化载体图像上累积的第二流扩张大小 其中,隐写像素点x′key来自隐写图像中HVp>2的隐写像素点构成的隐写像素点序列{xi|1≤i≤m}中的一个隐写像素点,m为隐写像素点的总数,xi为第i个隐写像素点;

S302、对于key<i≤m的隐写像素点xi,逐一计算隐写像素点xi的第二流扩张影响S303、判断第二流扩张大小E′a是否等于0,若是,对任意第二流扩张影响 对应的隐写像素点xi作为第二嵌入点,并跳转至步骤S305,若否,则跳转至步骤S304;

S304、判断第二流扩张大小E′a是否大于0,若是,则将第二流扩张影响 的隐写像素点xi作为第二嵌入点,若否,将第二流扩张影响 的隐写像素点xi作为第二嵌入点;

S305、通过比对载体图像和隐写图像,根据解码规则,提取第二嵌入点的秘密信息;

S306、更改载体图像的第二嵌入点处的像素值与隐写图像相等,得到嵌入信息的载体图像;

S307、计算嵌入信息的载体图像的实际的第二流扩张影响 更新第二流扩张大小E′a为: 并删除隐写像素点xi,i自加1;

S308、判断i是否大于m,若是,则跳转至步骤S309,若否,则跳转至步骤S302;

S309、对于1≤i≤key的隐写像素点x1至xkey,重复步骤S302至步骤S307的方法过程,直到i=key+1;

S310、重复步骤S302至S310,直到提取完成所有秘密信息或找不到任何满足条件的隐写像素点xi,得到对隐写图像提取的秘密信息。