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专利号: 2021103827393
申请人: 华南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双图像的大容量像素值排序可逆信息隐藏方法,其特征在于,包括如下步骤:

S101:将原始载体图像x复制得到两张初始载密图像x′、x″;

S102:将原始载体图像x和两张初始载密图像x′、x″均划分成k个大小相同的非重叠块{X1,…,Xk},每个块Xi含有n个像素;对块Xi内的n个像素按照像素值从小到大的顺序排序得到(xσ(1),…,xσ(n));

S103:针对每一个像素块Xi,利用以下公式计算最大像素xσ(n)对应的最大预测误差PEmax和最小像素xσ(1)对应的最小预测误差PEmin:其中,xσ(n)为像素块Xi中的最大像素值,xσ(n‑1)为像素块Xi中的第二大像素值,xσ(1)为像素块Xi中的最小像素值,xσ(2)为像素块Xi中的第二小像素值;

S104:针对每一个像素块Xi,根据以下公式计算嵌入的秘密信息S的位数m:S105:针对每一个像素块Xi,根据以下公式计算序列号α;

其中,S(10)为每一个像素块Xi所要嵌入的m位秘密信息S对应的十进制;

S106:从第一个像素块X1开始,顺次在每个像素块Xi上嵌入对应位数mi的秘密信息,得到两个载密像素块Xi′和Xi″,直至秘密信息S被嵌入完毕,得到两张载密图像x′、x″;最后一个嵌入秘密信息的像素块的索引记为blockend;

针对每一个像素块Xi,嵌入秘密信息的方式为:根据序列号α在两张载密图像x′、x″上对原始最大像素x′σ(n)、x″σ(n)和最小像素x′σ(1)、x″σ(1)进行修改以嵌入秘密信息S,得到四个载密像素,将这四个载密像素写入到对应的原始位置,得到两个载密像素块X′i和X″i;

对原始最大像素x′σ(n)、x″σ(n)和最小像素x′σ(1)、x″σ(1)进行修改的具体公式为:其中,xσ(n)为原始图像像素块Xi内的最大像素值,x′σ(n)为第一张载密图像像素块X′i内的最大像素值,x″σ(n)为第二张载密图像像素块X″i内的最大像素值;xσ(1)为原始图像像素块Xi内的最小像素值,x′σ(1)为第一张载密图像像素块X′i内的最小像素值,x″σ(1)为第二张载密图像像素块X″i内的最小像素值,α为步骤S104中计算得到的序列号;

S107:针对第一张载密图像x′的像素块 嵌入用于盲提取和恢复原始图像的附加信息,包括嵌入容量、每个像素块的长n1和宽n2以及最后包含秘密信息的像素块的索引blockend。

2.根据权利要求1所述的一种基于双图像的大容量像素值排序可逆信息隐藏方法,其特征在于:

还包括与嵌入秘密信息过程相对应的提取秘密信息过程,具体步骤为:S201:从第一张载密图像x′提取附加信息,得到嵌入容量、每个像素块的长n1和宽n2以及最后包含秘密信息的像素块的索引blockend;

S202:根据每个像素块的长n1和宽n2将两张载密图像x′、x″划分成k个非重叠块{X′1,…,X′k}和{X″1,…,X″k},每个块包含n个像素;将块X′i、X″i内的像素按照像素值升序排序获得(x′σ(1),…,x′σ(n))和(x″σ(1),…,x″σ(n));

S203:针对像素块X′i、X″i,根据以下公式计算最大和最小载密像素对应的序列号;

其中,x′为第一张载密图像的最大像素时,x″为第二张载密图像中的最大像素;x′为第一张载密图像的最小像素时,x″为第二张载密图像中的最小像素;

S204:针对像素块X′i、X″i,根据以下公式计算原始的最大预测误差PEmax和最小预测误差PEmin;

其中,x′σ(n)为第一张载密图像像素块X′i的最大像素,x′σ(n‑1)为第一张载密图像像素块X′i的第二大像素,x″σ(n)为第二张载密图像像素块X″i的最大像素,x″σ(n‑1)为第二张载密图像像素块X″i的第二大像素,x′σ(1)为第一张载密图像像素块X′i的最小像素,x′σ(2)为第一张载密图像像素块X′i的第二小像素,x″σ(1)为第二张载密图像像素块X″i的最小像素,x″σ(2)为第二张载密图像像素块X″i的第二小像素;

S205:从第一个像素块X′1、X″1开始,按照编号顺序,从两张载密图像x′、x″中提取秘密信息,并按照编号顺序将所提取的秘密信息拼接起来,得到载入的二进制比特流秘密信息;

针对每个像素块X′i、X″i,提取秘密信息的具体方式为;

其中,(·)2表示将十进制数转换成二进制;

S206:根据以下公式恢复原始像素;

将原始像素xσ(n)和xσ(1)写入相应的原始位置,得到原始载体图像x。

3.根据权利要求1所述的一种基于双图像的大容量像素值排序可逆信息隐藏方法,其特征在于:

步骤S107中,所述用于盲提取和恢复原始图像的附加信息,对应信息量为:嵌入容量‑18比特;

块的长n1和宽n2‑4比特;

最后包含秘密信息块的索引blockend‑18比特。

4.根据权利要求3所述的一种基于双图像的大容量像素值排序可逆信息隐藏方法,其特征在于:

步骤S107中,嵌入用于盲提取和恢复原始图像的附加信息的具体方式为:将第一张载密图像x′的最后40个像素的最低有效位(LSB)代替为信息量为40比特的附加信息;

把第一张载密图像x′的最后40个像素的最低有效位(LSB)采用步骤S103‑S106中的方式嵌入到块 中。

5.根据权利要求4所述的一种基于双图像的大容量像素值排序可逆信息隐藏方法,其特征在于:

步骤S206中,恢复原始像素之前,先使用步骤S205中从块 中提取秘密信息的附加信息代替第一张载密图像x′最后40个像素的最低有效位。

6.根据权利要求1所述的一种基于双图像的大容量像素值排序可逆信息隐藏方法,其特征在于:

嵌入过程中,不做修改像素的范围是:

7.根据权利要求6所述的一种基于双图像的大容量像素值排序可逆信息隐藏方法,其特征在于:

提取过程中,当两个载密像素相等并且属于[0,1]或[254,255],则原始像素值=当前像素值。