1.一种基于局部微领域变精度的分形信息隐藏方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、设置分形图像分辨率,输入用户预设密钥、分形图像的阶数,以及2值秘密比特序列;约定分形图像的生成参数,由预设密钥伪随机生成分形图像水平绘制参数范围和分形图像垂直绘制参数范围,约定分形图像生成时用到的自迭代映射函数,并由预设密钥生成自迭代映射函数的参数;
S2、结合自迭代映射函数生成指定分辨率的分形图像;
S3、生成与分形图像相同大小的随机密钥矩阵和初始化与分形图像等大的嵌密标记矩阵用于分别决定分形图像上每个坐标位置的随机数种子以及该位置是否嵌密和嵌密为0和为1时的像素值;在分形图像上的每个像素的局部微领域上选取潜在编码秘密信息的随机坐标位置,对每个坐标位置,计算潜在用于编码秘密信息的像素值,对选取编码秘密信息的像素值及其编码秘密信息的可用性在嵌密标记矩阵中进行标记,直至分形图像上所有像素处理完毕;结合嵌密标记矩阵,对所有可用于嵌密的分形图像像素计算局部微领域差异,然后按局部微邻域差异从大到小的顺序产生嵌密坐标位置序列;
S4、结合嵌密坐标位置序列在生成的分形图像中嵌入2值秘密比特序列并生成含密分形图像,实现2值秘密比特序列在分形图像上的隐藏。
2.根据权利要求1所述的基于局部微领域变精度的分形信息隐藏方法,其特征在于:S1的具体方法为:S1‑1:设置分形图像分辨率参数为m0×n0,用户预设密钥为k0,k1,k2,分形图像的阶数为R阶,长度为l的2值秘密比特序列为S=(sτ)l,sτ={0,1};
S1‑2:设置分形图像最大迭代次数S,S>0,最大逃逸半径阈值M,M>0,初始化最大逃逸半径Mmax=0,由预设密钥k0伪随机生成分形图像水平绘制参数范围[umin,umax]和分形图像垂直绘制参数范围[vmin,vmax];约定形如公式(1)所示的复数域自迭代映射函数,由预设密钥k1生成自迭代映射函数的参数,其中,z满足z∈C,z为复数,C为复数集;
z=f(z) (1)。
3.根据权利要求2所述的基于局部微领域变精度的分形信息隐藏方法,其特征在于:S2的具体方法为:S2‑1:初始化大小为m0×n0且全白的R阶分形图像
初始化最大迭代半径Mmax=0,其中px,y为分形图像在坐标(x,y)位置的像素;
S2‑2:对于 初始化迭代次数t=0,将其下标(x,y)按式(2)映射为复平面[umin,umax]×[vmin,vmax]上的复数zu,v,其中:u∈[umin,umax],v∈[vmin,vmax],u,v分别为复数zu,v的实部和虚部,即u=zu,v.re,v=zu,v.im;
S2‑3:反复按式(3)更新复数zu,v,按式(4)计算zu,v的模Mx,y,按式(5)对迭代次数t进行更新,直至Mx,y>M或t=S;
zu,v=f(zu,v) (3)
Mx,y=|zu,v| (4)
t=t+1 (5)
S2‑4:若Mx,y>Mmax,则置Mmax=Mx,y;
S2‑5:反复执行S2‑2至S2‑4,直至所有的分形图像上的像素px,y处理完毕;
S2‑6:对 按式(6)对分形图像上的像素px,y进行着色:
R
px,y=Mx,y·(2‑1)/Mmax (6)
S2‑7:反复执行S2‑6,直至所有的分形图像上的像素px,y处理完毕,将P作为生成的大小为m0×n0的R阶分形图像。
4.根据权利要求3所述的基于局部微领域变精度的分形信息隐藏方法,其特征在于:S3的具体方法是:S3‑1:由预设密钥k2生成大小为m0×n0的随机密钥矩阵 其中kx,y是以预设密钥k2为随机数种子产生的第(x,y)个随机数;初始化大小为m0×n0全为空的嵌密标记矩阵其中fx,y是三元组,fx,y.F作为是否嵌密的标记位,fx,y.F=1+ ‑
表示嵌密,fx,y.F=0表示未嵌密,fx,y.q代表嵌密为1时的像素值,fx,y.q代表嵌密为0时的像素值,φ表示未赋值的状态;
S3‑2:对于 以第(x,y)个随机数kx,y为随机数种子,按式(7)从分形图像上的像素px,y所在坐标位置(x,y)的周围选取m个坐标点(xj,yj),j=0,1,…,m‑1,其中m是正整数;
式(7)中, 为坐标(x,y)水平和垂直方向的扰
动量,用于在坐标位置(x,y)的周围选取坐标位置(xj,yj),j=0,1,…,m‑1,其中θ是预先设定的常整数且满足θ>2,m是正整数;
S3‑3:对于 初始化计数变量tt=0,反复按式(8)更新复数 按
式(9)计算模 按式(10)对计数变量tt进行更新,直至 或tt=S;然后将坐标(xj,yj)的模 作为迭代半径,按式(11)计算坐标(xj,yj)位置的像素值tt=tt+1 (10)
反复执行S3‑3直至所有的像素值 处理完毕;
+
S3‑4:按式(12)将像素值 中最大像素作为像素值fx,y.q ,将
‑
中最小像素作为像素值fx,y.q ,按式(13)对嵌密标记矩阵F中的标记位fx,y.F进行标记,其中m是正整数;
S3‑5:反复执行S3‑2至S3‑4直至分形图像上所有像素处理完毕;
S3‑6:结合嵌密标记矩阵,对所有可用于嵌密的分形图像素计算局部微领域差异,然后按局部微邻域差异从大到小的顺序产生嵌密坐标位置序列的具体方法是:对 的分形图像上的像素px,y,按式(14)计算分形图像上的像素px,y的局部微领域差异值dx,y,然后对所有的标记位fx,y.F=1的分形图像上的像素px,y的坐标(x,y),将其坐标位置按局部微领域差异值从大到小排列,取前l个坐标位置,记为嵌密坐标位置序列D=((uτ,vτ))l;
5.根据权利要求4所述的基于局部微领域变精度的分形信息隐藏方法,其特征在于:S4的具体方法是:对 从嵌密坐标位置序列D中选取第τ个坐标位置(uτ,vτ),从分形图像P中取(uτ,vτ)位置的像素值 然后按式(15)嵌入秘密信息sτ,直至2值秘密比特序列S中的所有秘密信息sτ处理完毕,将最终得到的P作为含密分形图像 输出;
6.采用权利要求1~5中任意一项所述的基于局部微领域变精度的分形信息隐藏方法的系统,其特征在于,包括:自迭代映射函数的参数获取模块,所述自迭代映射函数的参数获取模块用于设置分形图像分辨率,输入用户预设密钥、分形图像的阶数,以及2值秘密比特序列;约定分形图像的生成参数,由预设密钥伪随机生成分形图像水平绘制参数范围和分形图像垂直绘制参数范围,约定分形图像生成时用到的自迭代映射函数,并由预设密钥生成自迭代映射函数的参数;
指定分辨率的分形图像获取模块,所述指定分辨率的分形图像获取模块用于结合自迭代映射函数生成指定分辨率的分形图像;
嵌密坐标位置序列获取模块,所述嵌密坐标位置序列获取模块用于生成与分形图像相同大小的随机密钥矩阵和初始化与分形图像等大的嵌密标记矩阵用于分别决定分形图像上每个坐标位置的随机数种子以及该位置是否嵌密和嵌密为0和为1时的像素值;在分形图像上的每个像素的局部微领域上选取潜在编码秘密信息的随机坐标位置,对每个坐标位置,计算潜在用于编码秘密信息的像素值,对选取编码秘密信息的像素值及其编码秘密信息的可用性在嵌密标记矩阵中进行标记,直至分形图像上所有像素处理完毕;结合嵌密标记矩阵,对所有可用于嵌密的分形图像像素计算局部微领域差异,然后按局部微邻域差异从大到小的顺序产生嵌密坐标位置序列;
2值秘密比特序列在分形图像上的隐藏模块,所述2值秘密比特序列在分形图像上的隐藏模块用于结合嵌密坐标位置序列在生成的分形图像中嵌入2值秘密比特序列并生成含密分形图像,实现2值秘密比特序列在分形图像上的隐藏。
7.一种基于局部微领域变精度的分形信息恢复方法,其特征在于,包括以下步骤:T1:获取含密分形图像、用户预设的密钥、分形图像的阶数,以及提取的2值秘密比特序列的长度;约定分形图像的生成参数,由预设密钥伪随机生成分形图像水平绘制参数范围和分形图像垂直绘制参数范围,约定分形图像生成时用到的自迭代映射函数,并由预设密钥生成自迭代映射函数的参数;
T2:结合自迭代映射函数生成与含密分形图像分辨率一致的分形图像;
T3:生成与分形图像相同大小的随机密钥矩阵和初始化与分形图像等大的嵌密标记矩阵用于分别决定分形图像上每个坐标位置的随机数种子以及该位置是否嵌密和嵌密为0和为1时的像素值;在分形图像上的每个像素的局部微领域上选取潜在编码秘密信息的随机坐标位置,对每个坐标位置,计算潜在用于编码秘密信息的像素值,对选取编码秘密信息的像素值及其编码秘密信息的可用性在嵌密标记矩阵中进行标记,直至分形图像上所有像素处理完毕;结合嵌密标记矩阵,对所有可用于嵌密的分形图像像素计算局部微领域差异,然后按局部微邻域差异从大到小的顺序产生嵌密坐标位置序列;
T4:结合嵌密坐标位置序列从含密分形图像中提取2值秘密比特序列,实现2值秘密比特序列在分形图像上的恢复。
8.根据权利要求7所述的基于局部微领域变精度的分形信息恢复方法,其特征在于:获取分辨率为m0×n0的含密分形图像 用户预设密钥k0,k1,k2,分形图像的阶数R阶以及2值秘密比特序列长度l。
9.根据权利要求8所述的基于局部微领域变精度的分形信息恢复方法,其特征在于:对从坐标位置序列D中选取第τ个坐标位置(uτ,vτ),从分形图像P中取(uτ,vτ)位置的像素值 从含密图像M中取(uτ,vτ)位置的像素值 然后按式(16)提取秘密信息sτ,直至嵌密坐标位置序列D中的所有嵌密坐标位置 处理完毕,将最终得到的2值秘密比特序列S=(sτ)l输出;
10.采用权利要求7~9中任意一项所述的基于局部微领域变精度的分形信息恢复方法的系统,其特征在于,包括:自迭代映射函数的参数获取模块,所述自迭代映射函数的参数获取模块用于获取含密分形图像、用户预设的密钥、分形图像的阶数,以及提取的2值秘密比特序列的长度;约定分形图像的生成参数,由预设密钥伪随机生成分形图像水平绘制参数范围和分形图像垂直绘制参数范围,约定分形图像生成时用到的自迭代映射函数,并由预设密钥生成自迭代映射函数的参数;
分形图像获取模块,所述分形图像获取模块用于结合自迭代映射函数生成与含密分形图像分辨率一致的分形图像;
嵌密坐标位置序列获取模块,所述嵌密坐标位置序列获取模块用于生成与分形图像相同大小的随机密钥矩阵和初始化与分形图像等大的嵌密标记矩阵用于分别决定分形图像上每个坐标位置的随机数种子以及该位置是否嵌密和嵌密为0和为1时的像素值;在分形图像上的每个像素的局部微领域上选取潜在编码秘密信息的随机坐标位置,对每个坐标位置,计算潜在用于编码秘密信息的像素值,对选取编码秘密信息的像素值及其编码秘密信息的可用性在嵌密标记矩阵中进行标记,直至分形图像上所有像素处理完毕;结合嵌密标记矩阵,对所有可用于嵌密的分形图像像素计算局部微领域差异,然后按局部微邻域差异从大到小的顺序产生嵌密坐标位置序列;
2值秘密比特序列在分形图像上的恢复模块,所述2值秘密比特序列在分形图像上的恢复模块用于结合嵌密坐标位置序列从含密分形图像中提取2值秘密比特序列,实现2值秘密比特序列在分形图像上的恢复。