CN103268588B - 基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法，步骤：(1)将原始载体图像分割成第一载体子图像、第二载体子图像，对第一载体子图像进行编码，编码后与第一载体子图像对应的校验码，将校验码嵌入第二载体子图像，加密含校验码载体图像，获得加密的包含校验码的密文载体图像；(2)将加密的含校验码的载体图像分割，根据待嵌入的秘密数据对第一加密载体子图像的象素低三位进行不同的翻转运算，嵌入秘密数据，获得包含秘密数据的密文域载体图像；(3)将含秘密数据的明文载体图像解密，在解密的明文域载体图像中提取秘密数据，恢复原始载体图像。该方法在密文载体图像嵌入秘密数据，在明文提取秘密数据的同时保证无损恢复原始载体图像。

Description

基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法

技术领域

本发明涉及一种利用信号处理和计算机技术调整象素值以便在加密域中进行无损信息隐藏的方法。

背景技术

信息隐藏技术是将秘密数据以不引起外界注意的方式嵌入到多媒体载体数据中，通过公共信道，在传递多媒体载体数据的过程中，达到传送秘密数据的目的，最终实现隐蔽通信。在特殊的场合，比如说，医学、军事等敏感领域，载体不允许有任何的改动，即需要载体在提取秘密数据后，载体本身能够无损的恢复，需要一种可逆的机制确保载体的恢复。在实际应用中，如果需要保护原始多媒体载体数据，在信息传送前，则需要将载体加密，掩盖载体图像内容。因此，需要发送方首先对载体加密，然后在加密后的载体中嵌入秘密数据，提取方在解密后的明文载体中提取秘密数据以及无损恢复载体。

现有的加密域可逆信息隐藏的方法主要有两种，第一种信息隐藏的方法是：根据待嵌入的秘密数据，发送方翻转密文图像不同区域像素的低三位LSBs(最低有效位，LeastSignificantBits，缩写为LSBs)，在提取秘密数据和恢复原始载体时，提取方依次翻转图像不同区域像素的低三位LSBs，获得两幅图像。由于翻转运算的可逆特性，获得的两幅图像中必然有一副是原始图像。将图像平滑性定义为相邻像素差值绝对值的总和，对于普通图像来说，相邻像素之间差值较小，因此普通图像的平滑性一般小于翻转后图像的平滑性。根据这一先验知识，当图像的低三位LSBs全部翻转后，翻转后图像的空间平滑性会大于原始图像的平滑性。所以，使用该方法可以提取秘密数据同时恢复原始载体；第二种信息隐藏的方法是：借助于无损压缩方法，将加密后载体的低LSBs进行压缩，然后用秘密数据替代压缩的空间。上述第一种方法中，由于信息的提取和载体的恢复需要依据图像翻转前后的空间平滑性的变化，但是经过翻转运算后，图像平滑性有时会小于翻转前的平滑性，会导致提取秘密数据的错误以及图像恢复的错误；上述第二种方法中，由于运用无损压缩方法压缩加密图像得到的空间有限，可以嵌入的秘密数据量较少。可参阅如下文献：

[1]X.Zhang,“Reversibledatahidinginencryptedimages,”IEEESignalProcess.Lett.,vol.18,no.4,pp.255-258,2011；

[2]X.Zhang,“Separablereversibledatahidinginencryptedimage,”IEEETrans.Inf.ForensicsSecurity,10.1109/TIFS.2011.2176120。

发明内容

本发明的目的在于,克服现有技术中存在的不足，提供了一种基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法，该方法利用明文载体图像，获得部分明文图像所对应的校验码，然后将校验码嵌入到另一部分明文图像中，最后将明文图像加密，将秘密数据嵌入到加密的载体图像中，最终能够利用提取的校验码，在嵌入秘密数据的明文载体图像中提取秘密数据，无损恢复载体图像。

为达到以上目的，本发明采用如下方案：

一种基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法，其具体实现步骤如下：

(1)、将原始载体图像分割成第一载体子图像、第二载体子图像，对第一载体子图像进行编码，编码后得到与第一载体子图像对应的校验码，将校验码嵌入到第二载体子图像，加密第一载体子图像和嵌入校验码的第二载体子图像，获得加密的包含校验码的密文载体图像I′；

(2)、将上述加密的包含校验码的载体图像I′分割成第一加密载体子图像I'_A和第二加密载体子图像I′_B，根据待嵌入的秘密数据对第一加密载体子图像I'_A的象素低三位LSBs进行不同的翻转运算，嵌入秘密数据，获得含秘密数据的密文域载体图像；

(3)、将步骤(2)所述的含秘密数据的密文载体图像I″′解密，在解密的明文载体图像中提取秘密数据，恢复原始载体图像。

本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：该方法利用明文图像，不仅实现了在密文秘密数据的嵌入，保护了原始载体图像内容，而且在明文图像中提取秘密数据，同时保证无损恢复原始载体图像。

附图说明

图1是本发明的基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法的流程框图

图2是本发明的实施例步骤(1-1)中所述的原始载体图像(512×512Lena标准测试图)；

图3是步骤(1-3)中所述的第二载体子图像I_B的残差直方图；

图4是步骤(1-4)中所述的第二载体子图像I_B的移动的残差直方图；

图5是步骤(1-5)中所述的嵌入校验码的第二载体子图像I_B的移动残差直方图；

图6是步骤(1-6)中所述的嵌入校验码的明文载体图像；

图7是步骤(1-7)中所述的含秘密数据的加密载体图像；

图8是步骤(3-1)中所述的含秘密数据的明文载体图像；

图9是步骤(3-4)中所述的恢复的原始载体图像。

具体实施方法

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明。

参见图1，本发明的基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法，该方法包括步骤如下：

(1)、将原始载体图像分割成第一载体子图像、第二载体子图像，对第一载体子图像进行编码，编码后得到与第一载体子图像对应的校验码，将校验码嵌入到第二载体子图像，加密第一载体子图像和包含校验码的第二载体子图像，获得加密的包含校验码的密文载体图像，其具体步骤如下：

(1-1)、将原始载体图像I分成第一载体子图像I_A和第二载体子图像I_B，提取第一载体子图像I_A中每个像素，原始载体图像I如图2所示，把每个像素分解成8比特二进制数字，其表达式为：

k＝0,1,...,7p(i,j)∈I_A(1)

其中，p(i,j)表示第一载体子图像I_A的像素，p_k(i,j)表示像素经过分解后的二进制比特值，k表示像素分解后的二进制比特的位置，i表示像素在第一载体子图像中横坐标的位置，j表示像素在第一载体子图像中纵坐标的位置，I_A表示分割后的第一载体子图像，第一载体子图像I_A像素的低三位LSBs，其表达式为：

U(i,j)＝[p₃(i,j),p₂(i,j),p₁(i,j)]p(i,j)∈I_A,k∈[1,2,3]2)

其中，U(i,j)表示第一载体子图像I_A像素的低三位LSBs，p₃(i,j)表示像素的第三位LSB，p₂(i,j)表示像素的第二位LSB，p₁(i,j)表示像素的第一位LSB；

根据数学中的排列组合原理，图像任意像素的低三位LSBs有8种状态，分别是：[000],[001],[010],[011],[100],[101],[110],[111]，第一载体子图像I_A中像素的低三位LSBs必然属于8种状态中的一种，汉明距离表示每个状态中不同的二进制比特个数，如果定义两个低三位LSBs的汉明距离为3，则将全部低三位LSBs的8个状态分成4组，分别是：第1组是[000]和[111]，第2组是[001]和[110]，第3组是[010]和[101]，第4组是[011]和[100]；

(1-2)、将第一载体子图像I_A像素的低三位比特编码，编码后得到第一载体子图像I_A中像素低三位LSBs对应的校验码，

利用二进制的两Bits数据，将第一载体子图像I_A像素的低三位LSBs进行编码，编码为：第1组编码成[00],第2组编码成[01]，第3组编码成[10]，第4组编码成[11]，编码后获得与第一载体子图像I_A对应的校验码；

(1-3)、对第二载体子图像相邻像素相减，获得第二载体子图像的残差直方图，其表达式为：

d_r(i,j)＝p(i,j)_b1,b2-p(i,j+1)_b1.b2(3)

其中，p(i,j)表示第二载体子图像I_B像素值，下标r表示水平方向，b1表示第二载体子图像I_B中分割后的子块的横坐标，b2表示第二载体子图像I_B中分割后的子块的纵坐标，i表示图像中像素在子块中的横坐标，j表示图像中像素在子块中的纵坐标，1≤i≤n，1≤j≤n-1，b₁∈[1,N/n]，b₂∈[1,M/n],n＝8，M表示第二载体子图像I_B的列数，N表示第二载体子图像I_B的行数，如图3所示，图中，第二载体子图像I_B残差直方图的横坐标是残差值，纵坐标是残差值的数量，由于载体图像相邻像素的值变化较小或者没有变换，因此，残差值为0的数量最多，从图3可以看到，残差值为0的数量最多，在上述直方图中，残差值为0的位置最高；

(1-4)、求取第二载体子图像I_B移动的残差直方图，如图4所示，具体如下：

定义第二载体子图像I_B的残差直方图中纵坐标的最大值，记为点Y_max，第二载体子图像I_B的残差直方图中纵坐标的第二最大值，记为Y_{S_max}，

根据步骤(1-3)所述的第二载体子图像的残差直方图，确定Y_max等于0，Y_{S_max}等于-1或者1，

如果残差直方图中Y_{S_max}为-1，那么将残差直方图中残差值大于0的残差值加1，其表达式为：

$d_r^{\▿}(i,j)=d_r(i,j)+1---\left(4\right)$

如果残差直方图中Y_{S_max}为-1，那么将残差直方图中残差值小于-1的残差值减1，其表达式为：

$d_r^{\▿}(i,j)=d_r(i,j)-1---\left(5\right)$

如果残差直方图中Y_{S_max}为1，那么将残差直方图中残差值小于0的残差值减1，其表达式为：

$d_r^{\▿}(i,j)=d_r(i,j)-1---\left(6\right)$

如果残差直方图中Y_{S_max}为1，那么将残差直方图中残差值大于1的残差值加1，其表达式为：

$d_r^{\▿}(i,j)=d_r(i,j)+1---\left(7\right)$

其中，表示嵌入校验码的残差值，下标r表示水平方向，上标▽表示移动操作，表示第二载体子图像I_B的移动的残差值；

所采用原始载体图像lena如图2所示，其Y_max等于0，而Y_{S_max}等于-1，经过移动操作后，获得第二载体子图像I_B移动的残差直方图；

(1-5)、将第一载体子图像I_A校验码嵌入第二载体子图像I_B的移动的残差直方图，获得嵌入校验码的第二载体子图像I_B的移动残差直方图，如图5所示，具体如下：

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于-1，那么第一载体子图像I_A校验码嵌入第二载体子图像I_B的移动的残差直方图为

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于1，那么第一载体子图像I_A校验码嵌入第二载体子图像I_B的移动的残差直方图为：

其中，表示嵌入校验码的残差直方图，下标r表示水平方向，上标▽'表示嵌入操作，表示第二载体子图像I_B的移动残差值，上标▽表示移动操作，d_r(i,j)表示第二载体子图像I_B的残差值；

(1-6)、对上述第二载体子图像I_B的残差直方图进行逆运算，获得嵌入校验码的第二载体子图像，逆运算计算式为：

$p^{\′}{(i,j+1)}_{b1.b2}=p{(i,j)}_{b1,b2}+d_r^{{\▿}^{\′}}(i,j)---\left(10\right)$

其中，p'(i,j+1)_b1.b2表示嵌入校验码的第二子载体图像I_B的像素值，_b1表示分割的子块在子图像I_B中的横坐标，b2表示分割的子块在I_B中的纵坐标，b₁∈[1,N/n]，b₂∈[1,M/n],n＝8，M表示第二子载体图像I_B的列数，N表示第二子载体图像I_B的行数，1≤i≤n，1≤j≤n-1，p(i,j)_b1,b2表示第二载体子图像的像素，表示嵌入校验码的第二载体子图像的残差值，下标r表示水平方向，上标▽'表示嵌入操作；

(1-7)、将第一载体子图像和嵌入校验码的第二载体子图像生成包含校验码的载体图像加密，如图6所示将包含校验码的载体图像加密，加密成含校验码的密文载体图像，其表达式为：

$p^{\″}(i,j)=p^{\′}(i,j)\⊕r(i,j),p^{\′}(i,j)\∈I^{\′},p^{\″}(i,j)\∈I^{\″}---\left(11\right)$

其中，i表示载体图像中像素的横坐标，j表示载体图像中像素的纵坐标，I″表示嵌入校验码的载体图像，p'(i,j)表示嵌入校验码的载体图像的像素值，p”(i,j)表示加密后载体图像的像素值，I″表示加密的载体图像；

(2)、将上述加密的含校验码的载体图像I″分割成第一加密载体子图像I″_A和第二加密载体子图像I″_B，根据待嵌入的秘密数据对第一加密载体子图像I'_A的像素低三位LSBs进行不同的翻转运算操作，嵌入秘密数据，获得含秘密数据的密文载体图像，如图7所示，具体步骤如下：

(2-1)、获得嵌入校验码的加密载体图像后，将加密的载体图像I”分割成第一加密载体子图像I″_A和第二加密载体子图像I″_B；

(2-2)、将待嵌入的秘密数据按每两比特为一组，依次分割为[00]，[01]，[10]，[11]四组，其中，[00]是第1组，[01]是第2组，[10]是第3组，[11]是第4组；

(2-3)、将秘密数据嵌入到第一加密载体子图像I'A'，获得含秘密数据的密文载体图像，具体步骤如下：

若待嵌入的秘密数据是第一组，即为[00]，则表达式为：

p″′_k(i,j)＝p″_k(i,j)k∈(1,2,3)(12)

U”'(i,j)＝[p″₃(i,j),p″₂(i,j),p″₁(i,j)]p″_k(i,j)∈I″_Aandk∈[1,2,3](13)

其中，U”'(i,j)表示加密后嵌入秘密数据的第一载体子图像I″_A像素的低三位LSBs，p₃″(i,j)表示加密后嵌入秘密数据的第三位LSB，p”₂(i,j)表示加密后嵌入秘密数据的第二位LSB，p_k”(i,j)表示加密后嵌入秘密数据的二进制比特，i表示第一子载体图像中像素的横坐标，j表示第一子载体图像中像素的纵坐标，k表示图像像素分解后的二进制比特的位置，

若嵌入的秘密数据是第二组，即为[01]，则翻转第一加密载体子图像I″_A中的一个像素的最低位LSB，即，第一加密载体子图像I″_A中一个像素的最低第一位LSB由“0”翻转为“1”或者由“1”翻转为“0”，其表达式为：

$U^{\′\′\′}(i,j)=\[{p_3}^{\′\′}(i,j),p_2^{\′\′}(i,j),\stackrel{\‾}{p_1^{\′\′}(i,j)}\]p_k^{\′\′}(i,j)\∈I_A^{\′\′}andk\∈\[1,2,3\]---\left(14\right)$

若嵌入的秘密数据是第三组，即为[10]，则翻转第一加密载体子图像I″_A中某一个像素的第二位LSB,即，第一加密载体子图像I″_A中某一个的像素的最低第二位LSB由“0”翻转为“1”或者由“1”翻转为“0”，其表达式为：

$U^{\′\′\′}(i,j)=\[{p_3}^{\′\′\′}(i,j),\stackrel{\‾}{p_2^{\′\′}(i,j)},p_1^{\′\′},(i,j)\]p_k^{\′\′}(i,j)\∈I_A^{\′\′}andk\∈\[1,2,3\]---\left(15\right)$

若嵌入的秘密数据是第四组，即为[11]，则翻转第一加密载体子图像I″_A中某一个像素的第二位和最低位的LSB，即，第一加密载体子图像I″_A中某一个像素的第二位和最低一位的后两位LSBs，由“00”翻转为“11”、由“01”翻转为“10”、由“10”翻转为“01”或者由“11”翻转为“00”，其表达式为：

$U^{\′\′\′}(i,j)=\[{p_3}^{\′\′\′}(i,j),\stackrel{\‾}{p_2^{\′\′}(i,j)},\stackrel{\‾}{p_1^{\′\′},(i,j)}\]p_k^{\′\′}(i,j)\∈I_A^{\′\′}andk\∈\[1,2,3\]---\left(16\right)$

(3)、将步骤2所述的含秘密数据的密文载体图像I”'解密，在解密的明文载体图像中提取秘密数据，恢复原来载体图像I，其具体步骤为：

(3-1)、对含有秘密数据的密文载体图像解密，获得包含秘密数据的明文载体图像I””的像素，如图8所示，其表达式为：

$p^{\′\′\′\′}(i,j)=p^{\′\′\′}(i,j)\⊕r(i,j)---\left(17\right)$

其中，p””(i,j)表示包含秘密数据的明文载体图像的像素，p”'(i,j)表示包含秘密数据的密文载体图像的像素；

(3-2)、将含有的秘密数据的明文载体图像I””分成明文第一子载体图像I″″_A和明文第二子载体图像I″″_B，对明文第二子载体图像I″″_B做残差直方图，根据第二子载体子图像I″″_B获取第二子I″″_B的残差直方图，其表达式为：

$d_r^{{\▿}^{\′}}(i,j)=p^{\′\′\′\′}{(i,j)}_{b1,b2}-p^{\′\′\′\′}{(i,j+1)}_{b1.b2}---\left(18\right)$

(3-3)、将步骤2所述的含秘密数据的明文载体图像I″′解密，在解密的明文域载体图像中提取嵌入的秘密数据，恢复原始载体图像，其具体步骤为：

(3-3-1)、定义原始残差直方图纵坐标的最大值是Y_max，第二高点是Y_{S_max}，提取校验码的过程具体如下：

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于-1，

若(3-2)步骤中获得的残差值是0或者是-1，那么提取的校验码是0，

若(3-2)步骤中获得的残差值是1或者是-2，那么提取的校验码是1；

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于1，

若(3-2)步骤中获得的残差值是0或者是1，那么提取的校验码是0，

若(3-2)步骤中获得的残差值是-1或者是2，那么提取的校验码是1；

(3-3-2)、获得全部校验码后，恢复第二载体子图像I″″_B的残差直方图。

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于-1，那么首先将残差直方图中残差值等于1的残差值减1，然后将残差直方图中残差值大于0的残差值减1，其表达式为：

$d_r^{\▿}(i,j)=d_r^{{\▿}^{\′}}(i,j)-1---\left(19\right)$

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于-1，那么首先将残差直方图中残差值等于-2的残差值加1，然后将残差直方图中残差值小于-1的残差值加1，其表达式为：

$d_r^{\▿}(i,j)=d_r^{{\▿}^{\′}}(i,j)+1---\left(20\right)$

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于1，那么首先将残差直方图中残差值等于2的残差值减1，然后将残差直方图中残差值大于1的残差值减1，其表达式为：

$d_r^{\▿}(i,j)=d_r^{{\▿}^{\′}}(i,j)-1---\left(21\right)$

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于1，那么首先将残差直方图中残差值等于-1的残差值加1，然后将残差直方图中残差值小于0的残差值加1，其表达式为：

$d_r^{\▿}(i,j)=d_r^{{\▿}^{\′}}(i,j)+1---\left(22\right)$

获得恢复的残差直方图后，通过逆运算获得原始第二载体子图像I_B，逆运算表达式为：

$p{(i,j+1)}_{b1,b2}=p^{\′\′\′\′}{(i,j)}_{b1,b2}+d_r^{\▿}(i,j)---\left(23\right)$

(3-4)、利用获得的校验码进行秘密数据的提取和第一载体子图像的恢复，按照两Bits为一组将全部校验码分割，

假设待嵌入的秘密数据时[11],由步骤(1-1)获得的第一载体子图像的低三位LSBs是[001]。根据步骤(2-3)定义的翻转规则，秘密数据嵌入后载体低两位LSBs翻转变成了[010]，其表达式是：

$U^{\′\′\′}(i,j)=\[{p_3}^{\′\′\′}(i,j),\stackrel{\‾}{p_2^{\′\′}(i,j)},\stackrel{\‾}{p_1^{\′\′},(i,j)}\]p_k^{\′\′}(i,j)\∈I_A^{\′\′}andk\∈\[1,2,3\]---\left(24\right)$

按照步骤(1-2)编码规则，[001]编码后的校验码是[01]，根据校验码的编码规则，校验码[01]对应步骤(1-1)中的第2组，即原始像素的低三位LSBs为[001]或者是[110]。如果按照(2-3)定义的4种翻转运算，则[001]可能会有4种LSBs，即；[001]、[000]、[011]、[010]，而[110]的4种LSBs为[110]、[111]、[100]、[101]。

根据获得的像素的低三位LSBs[010]以及校验码[01],得到原始载体像素的低三位LSBs是[001],嵌入的秘密数据是[11]，结合全部的校验码，能够恢复第一载体子图像和正确提取嵌入的秘密数据。

为了验证本发明的效果，采用本发明的基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法所恢复的载体图像(如图9所示)与原始载体图像(如图2所示)相比较，两者完全相同，最终实现得到无损的载体图像。

Claims (1)

1.一种基于载体图像校验码的加密域无损可逆信息隐藏方法，其特征在于，其具体实现步骤如下：

(1)、将原始载体图像分割成第一载体子图像、第二载体子图像，对第一载体子图像进行编码，编码后得到与第一载体子图像对应的校验码，将校验码嵌入到第二载体子图像，加密第一载体子图像和嵌入校验码的第二载体子图像，获得加密的包含校验码的密文载体图像I'；

其具体步骤如下：

(1-1)、将原始载体图像I分成第一载体子图像I_A和第二载体子图像I_B，提取第一载体子图像I_A中每个像素，把每个像素分解成8比特二进制数字，其表达式为：

其中，p(i,j)表示第一载体子图像I_A的像素，p_k(i,j)表示像素经过分解后的二进制比特值，k表示像素分解后的二进制比特的位置，i表示像素在第一载体子图像中横坐标的位置，j表示像素在第一载体子图像中纵坐标的位置，I_A表示分割后的第一载体子图像，第一载体子图像I_A像素的低三位LSBs，其表达式为：

U(i,j)＝[p₃(i,j),p₂(i,j),p₁(i,j)]p(i,j)∈I_A,k∈[1,2,3](2)

其中，U(i,j)表示第一载体子图像I_A像素的低三位LSBs，p₃(i,j)表示像素的第三位LSB，p₂(i,j)表示像素的第二位LSB，p₁(i,j)表示像素的第一位LSB；

(1-2)、将第一载体子图像I_A像素的低三位比特编码，编码后得到第一载体子图像I_A中像素低三位LSBs对应的校验码；

(1-3)、对第二载体子图像相邻像素相减，获得第二载体子图像的残差直方图，其表达式为：

d_r(i,j)＝p(i,j)_b1,b2-p(i,j+1)_b1.b2(3)

其中，p(i,j)表示第二载体子图像I_B像素值，下标r表示水平方向，b1表示第二载体子图像I_B中分割后的子块的横坐标，b2表示第二载体子图像I_B中分割后的子块的纵坐标，i表示图像中像素在子块中的横坐标，j表示图像中像素在子块中的纵坐标，1≤i≤n，1≤j≤n-1，b₁∈[1,N/n]，b₂∈[1,M/n],n＝8，M表示第二载体子图像I_B的列数，N表示第二载体子图像I_B的行数；

(1-4)、定义第二载体子图像I_B的残差直方图中纵坐标的最大值，记为点Y_max，求取第二载体子图像I_B移动的残差直方图，具体如下：

定义第二载体子图像I_B的残差直方图中纵坐标的最大值，记为点Y_max，第二载体子图像I_B的残差直方图中纵坐标的第二最大值，记为Y_{S_max}，

根据步骤(1-3)所述的第二载体子图像的残差直方图，确定Y_max等于0，Y_{S_max}等于-1或者1，

如果残差直方图中Y_{S_max}为-1，那么将残差直方图中残差值大于0的残差值加1，其表达式为：

如果残差直方图中Y_{S_max}为-1，那么将残差直方图中残差值小于-1的残差值减1，其表达式为：

如果残差直方图中Y_{S_max}为1，那么将残差直方图中残差值小于0的残差值减1，其表达式为：

如果残差直方图中Y_{S_max}为1，那么将残差直方图中残差值大于1的残差值加1，其表达

式为：

其中，表示嵌入校验码的残差值，下标r表示水平方向，上标_▽表示移动操作，表示第二载体子图像I_B的移动的残差值；

所采用原始载体图像，其Y_max等于0，而Y_{S_max}等于-1，经过移动操作后，获得第二载体子图像I_B移动的残差直方图；

(1-5)、将第一载体子图像I_A校验码嵌入第二载体子图像I_B的移动的残差直方图，获得嵌入校验码的第二载体子图像I_B的移动残差直方图，具体如下：

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于-1，那么第一载体子图像I_A校验码嵌入第二载体子图像I_B的移动的残差直方图为

如果Y_max等于0，Y_{S_max}等于1，那么第一载体子图像I_A校验码嵌入第二载体子图像I_B的移动的残差直方图为：

其中，表示嵌入校验码的残差直方图，下标r表示水平方向，上标▽'表示嵌入操作，表示第二载体子图像I_B的移动残差值，上标▽表示移动操作，d_r(i,j)表示第二载体子图像I_B的残差值；

(1-6)、对上述第二载体子图像I_B的残差直方图进行逆运算，获得嵌入校验码的第二载体子图像，逆运算计算式为：

其中，p'(i,j+1)_b1.b2表示嵌入校验码的第二子载体图像I_B的像素值，b1表示分割的子块在子图像I_B中的横坐标，b2表示分割的子块在I_B中的纵坐标，b₁∈[1,N/n]，b₂∈[1,M/n],n＝8，M表示第二子载体图像I_B的列数，N表示第二子载体图像I_B的行数，1≤i≤n，1≤j≤n-1，p(i,j)_b1,b2表示第二载体子图像的像素，表示嵌入校验码的第二载体子图像的残差值，下标r表示水平方向，上标▽'表示嵌入操作；

(1-7)、将第一载体子图像和嵌入校验码的第二载体子图像生成包含校验码的载体图像加密，加密成含校验码的密文载体图像，其表达式为：

其中，i表示载体图像中像素的横坐标，j表示载体图像中像素的纵坐标，I”表示嵌入校验码的载体图像，p'(i,j)表示嵌入校验码的载体图像的像素值，p”(i,j)表示加密后载体图像的像素值，I”表示加密的载体图像；

(2)、将上述加密的包含校验码的载体图像I'分割成第一加密载体子图像I'_A和第二加密载体子图像I'_B，根据待嵌入的秘密数据对第一加密载体子图像I'_A的象素低三位LSBs进行不同的翻转运算，嵌入秘密数据，获得含秘密数据的密文载体图像；

(3)、将步骤(2)所述的含秘密数据的密文载体图像I”'解密，在解密的明文载体图像中提取秘密数据，恢复原始载体图像。