CN105046633A - 一种图像无损变换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像无损变换方法，包括：根据秘密图与目标图的4×4块标准差，将秘密块和目标块分别聚成L类，并保证每个秘密类与目标类的容量相等；将每个秘密类中的秘密块按顺序平移到对应的目标类中的目标块得到载密块；将载密块在最优方向旋转；记录并消除载密图中的冗余像素值，然后嵌入附加信息；恢复秘密图时，首先提取出载密图中嵌入的附加信息，恢复出嵌入附加信息之前的载密图，将冗余像素值添加到载密图中；根据载密图的4×4块标准差将载密块分成L类；根据标记的秘密类信息找到对应的载密块，将载密块反方向旋转，从载密块中恢复出秘密块。本发明能够将秘密图从载密图中完整恢复，并且具有适合大图像的特点。

Description

一种图像无损变换方法

技术领域

本发明涉及信息隐藏和图像加密技术领域，具体是一种图像无损变换方法。

背景技术

随着云计算和移动社交网络的发展，图片外包存储和分享越来越普遍，但如何保护图片内容隐私也成为日益被关注的问题。解决图片隐私保护问题可以使用加密技术，但是加密技术本身就暴露了图片的隐蔽性，使攻击者知道加密文件是一份重要的秘密文件。采用信息隐藏技术既可以保护图片内容又提供隐蔽性。

传统的可逆隐藏技术适合将少量的信息嵌入到一个大的载体之中，图像变换可以看作一种大容量的信息隐藏技术，可以将要保护的秘密图像向一幅不相关的目标图像做变换，得到载密图像，要求载密图像与目标图像尽可能相似，从而提供了隐蔽性。另外，恢复秘密图像所需的附加信息加密后再嵌入到载密图像中，可增强安全性，无密钥的第三方无法从载密图像中重构秘密图像。

I-JenLai等人提出的图像变换技术是寻找目标图像与秘密图像的相似图像块，然后用秘密图像块代替目标图像块，这样实现了载密图像与秘密图像的相似，秘密图像块可以从载密图像块中恢复，实现了秘密图像的隐蔽存储，但是这种变换不但使载密图像的伪装效果不好而且计算复杂度很高。Ya-LinLee等人提出了新的图像变换技术，通过秘密图像块与对应目标图像块之间的像素变换，载密图像块与对应的目标图像块有着相同的均值和标准差，得到的载密图像伪装效果大大提高，而且计算的复杂度也大大降低，从而加大了图像变换技术的实际应用，但是在Lee的方法中，秘密图像的恢复是有损的。而且上述方法都不适合大图像，因为大图像将被划分为更多的小块，每个图像块就需要更多的位置脚标信息标注，更多的附加信息嵌入到载密图像中，将使得载密图像伪装效果变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像无损变换方法，克服Lee等人无法完整恢复秘密图像以及不适合大图像的缺点，提供一种适合大图像的无损变换技术，即从载密图像中可以无损重构秘密图像。

本发明的技术方案为：

一种图像无损变换方法，该方法包括：

(1)秘密图像的隐藏步骤，包括：

(11)按照颜色分量将秘密图像划分为N个不重叠的4×4秘密图像块，将对应的目标图像划分为N个不重叠的4×4目标图像块；

(12)计算每个秘密图像块的标准差，根据标准差对秘密图像块进行聚类分析，将秘密图像块划分为L类；

(13)计算每个目标图像块的标准差，根据标准差以及秘密图像块的类容量，将目标图像块划分为L类；

(14)按照光栅扫描顺序依次扫描秘密图像块和目标图像块，判断待隐藏的当前秘密图像块的类信息即当前秘密图像块所属的类以及该类截至当前出现的次数，找出与当前秘密图像块具有相同类信息的对应目标图像块，采用以下公式计算当前秘密图像块与对应目标图像块的均值差：

Δu＝round(u′-u)

其中，Δu表示当前秘密图像块与对应目标图像块的均值差，u表示当前秘密图像块的均值，u′表示对应目标图像块的均值，round表示取最接近整数；

(15)采用以下公式将当前秘密图像块平移变换到对应目标图像块，得到对应载密图像块：

Tm_k＝Ts_k+Δu

其中，Ts_k表示当前秘密图像块中每个像素的像素值，Tm_k表示对应载密图像块中每个像素的像素值；

(16)将对应载密图像块沿最优方向旋转，并将最优方向信息作为旋转方向信息进行记录；

(17)重复上述步骤(14)～(16)，完成所有秘密图像块的隐藏，得到载密图像；

(18)消除并记录所述载密图像中溢出的冗余像素值信息，并将所有附加信息嵌入消除冗余后的载密图像中，所述附加信息包括每个秘密图像块的类信息、每个秘密图像块与其对应目标图像块的均值差信息、每个秘密图像块平移变换后得到的对应载密图像块的旋转方向信息以及载密图像的冗余像素值信息；

(2)秘密图像的恢复步骤，包括：

(21)将附加信息从载密图像中提取出来，读取附加信息；

(22)将读取的冗余像素值信息添加到载密图像中；

(23)按照颜色分量将添加冗余后的载密图像划分为N个不重叠的4×4载密图像块；

(24)采用步骤(12)中将秘密图像块划分为L类的方法，将载密图像块划分为L类；

(25)根据读取的类信息，找出与待恢复的当前秘密图像块具有相同类信息的对应载密图像块；

(26)根据读取的旋转方向信息，将对应载密图像块反向旋转；

(27)根据读取的均值差信息，采用以下公式恢复得到当前秘密图像块：

Ts_k＝Tm_k-Δu

(28)重复上述步骤(25)～(27)，完成所有秘密图像块的恢复，得到秘密图像。

所述的图像无损变换方法，所述步骤(12)中，根据标准差对秘密图像块进行聚类分析，将秘密图像块划分为L类，具体包括：

a、采用统计学中的百分位数法，将秘密图像块的标准差从小到大排列，用N_α表示处于α％位置的值；

b、按照标准差的排序将秘密图像块划分为32类，其中，将标准差属于[N₀，N₅₀]的秘密图像块平均分为2类，将标准差属于(N₅₀，N_93.75]的秘密图像块平均分为6类，将标准差属于(N_93.75，N₁₀₀]的秘密图像块平均分为24类。

所述的图像无损变换方法，所述步骤(15)还包括：

当对应载密图像块中的像素值出现高于255的溢出时，采用以下公式对Δu进行溢出调整：

${\mathrm{\&Delta;u}}_1=\left\{\begin{array}{ccc}\mathrm{\&Delta;}u+255-{\mathrm{Ov}}_{\max },& if& ({\mathrm{Ov}}_{\max }-255)<T\\ \mathrm{\&Delta;}u-T,& if& ({\mathrm{Ov}}_{max}-255)\&GreaterEqual;T\end{array}\right.$

当对应载密图像块中的像素值出现低于0的溢出的时候，采用以下公式对Δu进行溢出调整：

${\mathrm{\&Delta;u}}_1=\left\{\begin{array}{ccc}\mathrm{\&Delta;}u+0-{\mathrm{Un}}_{\min },& if& (0-{\mathrm{Un}}_{\min })<T\\ \mathrm{\&Delta;}u+T,& if& (0-{\mathrm{Un}}_{\min })\&GreaterEqual;T\end{array}\right.$

其中，Ov_max表示对应载密图像块中高于255的像素值中的最大值，Un_min表示对应载密图像块中低于0的像素值中的最小值，T表示门限，Δu₁表示溢出调整后的均值差；

采用溢出调整后的均值差Δu₁重新计算对应载密图像块中每个像素的像素值。

所述的图像无损变换方法，所述步骤(15)还包括：

采用以下公式对Δu进行量化调整：

${\mathrm{\&Delta;u}}_2=\left\{\begin{array}{ccc}8\&times;round(\mathrm{\&Delta;}u/8),& if& \mathrm{\&Delta;}u\&GreaterEqual;0\\ 8\&times;floor(\mathrm{\&Delta;}u/8)+4,& if& \mathrm{\&Delta;}u<0\end{array}\right.$

其中，Δu₂表示量化调整后的均值差，round(Δu/8)表示取最接近Δu/8的整数，floor(Δu/8)表示取不大于Δu/8的最大整数；

令Δu′＝|Δu₂|/4，并将Δu′作为均值差信息进行记录；

采用量化调整后的均值差Δu₂重新计算对应载密图像块中每个像素的像素值。

所述的图像无损变换方法，所述步骤(16)中，将对应载密图像块沿最优方向旋转，具体包括：

a、依次将对应载密图像块沿四个方向0°、90°、180°、270°旋转，分别计算每个方向上对应载密图像块与目标图像块的均方误差；

b、选择均方误差最小的一个方向作为最优方向。

所述的图像无损变换方法，所述步骤(18)中，消除并记录所述载密图像中溢出的冗余像素值信息，具体包括：

a、找出载密图像中所有像素值不大于0和不小于255的像素，将小于0的像素值取为0，将大于255的像素值取为255；

b、采用以下公式记录冗余像素值信息：

$resi=\left\{\begin{array}{ccc}pix-255,& if& pix\&GreaterEqual;255\\ 0-pix,& if& pix\&le;0\end{array}\right.$

其中，resi表示载密图像中溢出的冗余像素值信息，pix表示载密图像中每个像素的像素值。

所述的图像无损变换方法，所述步骤(18)中，将所有附加信息嵌入消除冗余后的载密图像中，具体包括：

a、对附加信息进行熵编码压缩；

b、采用加密算法对压缩后的附加信息进行加密；

c、采用可逆隐藏算法将加密后的附加信息写入载密图像中。

由上述技术方案可知，本发明根据自然图像的特点，提出了高效的聚类算法来减少附加信息量，从而使得4×4图像块的平移变换成为可能；通过安全的加密技术来加密附加信息，保障了秘密图像的安全可靠。基于上述方案，可以得到一种全新的无损图像变换技术，图像的多次迭代变换还可以当作一种特殊的透明图像压缩手段。

附图说明

图1是本发明具体实施例的方法流程图；

图2是本发明具体实施例中自然图像的RGB三个分量中4×4图像块的标准差分布图，图2(a)为来自色彩分量R的4×4图像块标准差分布，图2(b)为来自色彩分量G的4×4图像块标准差分布，图2(c)为来自色彩分量B的4×4图像块标准差分布；

图3是本发明具体实施例中提供的一个简单的对标准差聚类的算法示意图，将示意图中的秘密图像块和目标图像块分为三类，第一类有8个元素，第二类有5个元素，第三类有3个元素；

图4是本发明具体实施例的方案与Lee的方案在一个应用实例中的对比，图4(a)为秘密图，图4(b)为目标图，图4(c)为使用Lee提出的方法产生的载密图，图4(d)为使用本发明提出的方法产生的载密图，图4(e)为来自图4(b)中的特定区域，图4(f)为来自图(c)中的相同区域，图4(g)为来自图4(d)中的相同区域；可以看出使用本发明提出的方法产生的载密图其伪装效果优于使用Lee等人提出的方法产生的载密图，并且本发明可以从载密图中无损恢复出秘密图，而Lee等人提出的方法不能够无损恢复出秘密图；

图5本发明提供的一个透明图像压缩的示例，将图5(a)变换到图5(b)得到图5(d)，将图5(d)变换到图5(c)得到图5(e)，从图5(e)中恢复图5(d)，再从图5(d)中恢复图5(a)。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施例进一步说明本发明。

如图1所示，一种图像无损变换方法，包括以下步骤：

S1、秘密图像的隐藏，秘密图像块用符号Ts表示，目标图像块用符号Tt表示，将秘密图像块隐藏到目标图像块得到的载密图像块用符号Tm表示：

S11、将秘密图像的一个颜色分量C与目标图像对应的颜色分量C分别划分为N个4×4图像块，C＝R，G，B。计算每个秘密图像块的标准差，采用统计学中的百分位数法，将秘密图像块的标准差从小到大排列，用N_α表示处于α％位置的值即第α百分位数。

按照标准差将N个秘密图像块划分为32类，其中，标准差属于[N₀，N₅₀]范围内的秘密图像块平均分为2类，第一类的标准差属于范围[N₀，N₂₅]，第二类的标准差属于范围(N₂₅，N₅₀]；标准差属于范围(N₅₀，N_93.75]的秘密图像块平均分为6类；标准差属于范围(N_93.75，N₁₀₀]的秘密图像块平均分为24类。保证不同类中的秘密图像块不具有相同的标准差。此分类根据自然图像的4×4图像块标准差分布得到，其分布如图2所示。

S12、计算每个目标图像块的标准差，将目标图像块的标准差从小到大排列，使用秘密图像块分类得到的类容量(即每类所包含的秘密图像块的个数)将N个目标图像块划分为32类，保证类别相同的目标图像块和秘密图像块具有相同的类容量。例如秘密图像块的第一类含有L₁个秘密图像块，则标准差排在前L₁的目标图像块属于第一类，以此类推，目标图像块的第i类含有L_i个目标图像块。

按照光栅扫描顺序扫描秘密图像块和目标图像块，根据其标准差判断当前秘密图像块所属的类以及该类截至当前出现的次数，如果当前秘密图像块属于i类，i类出现第j次，那么找到属于i类，并且i类出现第j次的目标图像块，即找到的目标图像块与秘密图像块具有相同的复合脚标i_j，匹配具有相同复合脚标i_j的秘密图像块和目标图像块，将秘密图像块变换到目标图像块。

计算秘密图像块Ts的均值u和目标图像块Tt的均值u′，令Δu＝round(u′-u)，round为取最接近整数的意思。

利用以下公式变换得到载密图像块Tm：

Tm_k＝Ts_k+Δu

其中，Tm_k表示变换后得到的载密图像块Tm中每个像素的像素值，Ts_k表示秘密图像块Ts中每个像素的像素值，Δu表示匹配的目标图像块Tt与秘密图像块Ts的均值差。

为了减少像素值溢出问题(超出0～255范围)，需要调整Δu。

当像素值出现高于255的溢出时，调整如下式：

${\mathrm{\&Delta;u}}_1=\left\{\begin{array}{ccc}\mathrm{\&Delta;}u+255-{\mathrm{Ov}}_{\max },& if& \left({\mathrm{Ov}}_{\max }-255\right)<T\\ \mathrm{\&Delta;}u-T,& if& \left({\mathrm{Ov}}_{\max }-255\right)\&GreaterEqual;T\end{array}\right.$

当像素值出现低于0的溢出的时候，调整如下式：

${\mathrm{\&Delta;u}}_1=\left\{\begin{array}{ccc}\mathrm{\&Delta;}u+0-{\mathrm{Un}}_{\min },& if& (0-{\mathrm{Un}}_{\min })<T\\ \mathrm{\&Delta;}u+T,& if& (0-{\mathrm{Un}}_{\min })\&GreaterEqual;T\end{array}\right.$

其中，Ov_max表示载密图像块Tm中高于255的像素值中的最大值，Un_min表示载密图像块Tm中低于0的像素值中的最小值，T表示门限，可以设为T＝10，Δu₁表示溢出调整后的Δu，为了下面描述方便，当像素值未出现溢出时，令Δu₁＝Δu。

为了减少记录Δu₁所需要的信息，将Δu₁进行量化调整，量化过程如下式所示：

${\mathrm{\&Delta;u}}_2=\left\{\begin{array}{ccc}8\&times;round({\mathrm{\&Delta;u}}_1/8),& if& {\mathrm{\&Delta;u}}_1\&GreaterEqual;0\\ 8\&times;floor({\mathrm{\&Delta;u}}_1/8)+4,& if& {\mathrm{\&Delta;u}}_1<0\end{array}\right.$

其中，Δu₂表示量化调整后的Δu₁，round(Δu₁/8)表示取最接近Δu₁/8的整数，floor(Δu₁/8)表示取不大于Δu₁/8的最大整数。

令Δu′＝|Δu₂|/4，只需记录Δu′；Δu′为偶数时表明Δu₁≥0，Δu′为奇数时表明Δu₁＜0。

利用Δu₂重新进行平移变换，对载密图像块Tm中每个像素的像素值进行更新：

Tm_k＝Ts_k+Δu₂

S13、依次将载密图像块Tm旋转四个方向(0°，90°，180°，270°)，分别计算每个方向上载密图像块Tm与目标图像块Tt的均方误差，选择均方误差最小的一个方向为最优方向，则载密块Tm按照此最优方向旋转。

S14、重复上述步骤，直至R、G、B三个通道中所有的秘密图像块都变换完毕，得到载密图像。

S15、找出载密图像中所有像素值不大于0的像素和所有像素值不小于255的像素，将小于0的像素值取为0，将大于255的像素值取为255，并采用以下公式记录超出(0，255)范围的冗余像素值信息：

$resi=\left\{\begin{array}{ccc}pix-255,& if& pix\&GreaterEqual;255\\ 0-pix,& if& pix\&le;0\end{array}\right.$

其中，resi表示载密图像中溢出的冗余像素值信息，pix表示载密图像中每个像素的像素值。

S16、每个旋转方向需要2bits记录，所有的旋转方向信息为Inf_D，熵编码压缩所有的类信息得到Inf_C，熵编码压缩所有的冗余像素值信息得到Inf_resi，熵编码压缩所有的均值差信息Δu′得到Inf_U。因为Inf_C、Inf_resi、Inf_U分别压缩，所以需要记录每段码流的长度。所有的码流信息组成Inf，采用安全的加密算法将Inf加密成Inf′，采用可逆隐藏的方法将Inf′藏于消除冗余后得到的载密图像中。

S2、秘密图像的恢复：

S21、提取附加信息，恢复出可逆隐藏了附加信息之前的载密图像M，通过密钥解密Inf′得到Inf，其中包括信息Inf_C、Inf_D、Inf_resi、Inf_U，解压缩得到类信息、旋转方向信息、冗余像素值信息和所有Δu′。

S22、找出载密图像M中所有像素值等于0和等于255的像素，将读取的冗余像素值信息添加到载密图像M中。按照颜色分量将添加冗余后的载密图像划分为N个4×4载密图像块，再按照与将秘密图像块分为32类相同的方法，将载密图像块划分为32类。因为平移与旋转不改变图像块的标准差大小，载密图像块的标准差与秘密图像块的标准差完全相同，所以对载密图像块重新聚类，会得到与对秘密图像块聚类相同的类，一个简单示例如图3所示。

S23、按顺序读取类信息、旋转方向信息和Δu′信息，如果当前读取的秘密图像块类信息为属于i类，i类出现第j次，则找出属于i类，并且i类出现第j次的载密图像块，即从复合脚标为i_j的载密图像块中提取出复合脚标为i_j的秘密图像块；然后根据读取的旋转方向信息将该载密图像块反向旋转；最后根据读取的Δu′信息得到Δu₂，利用以下公式恢复得到反向旋转后的载密图像块对应的秘密图像块Ts：

Ts_k＝Tm_k-Δu₂

S24、重复步骤S23，直至所有的秘密图像块都得到恢复。

在上述方法中，需要说明的是：

秘密图像的R、G、B三个通道是逐个进行变换的，也可以将秘密图像和目标图像的R、G、B三个通道分别按顺序排列成一个灰度图像，若原RGB图像的大小为m×n，则排列成的灰度图像的大小为3m×n，然后将排列成的灰度图像划分为M个4×4块，M＝3N；相应地，在秘密图像恢复时，需要将秘密图像块重新排列成一个RGB图像，即由一个大小为3m×n的灰度秘密图像转换为大小为m×n的RGB秘密图像。

本发明实施例将秘密图像的所有4×4图像块和目标图像的所有4×4图像块按其标准差大小分为32类，秘密图像和目标图像对应相同类所含元素数目相同。相同类之间的秘密图像块与目标图像块进行一对一的变换。图像块取的越小，变换后的图像其伪装效果就越好，但是图像块取的越小，其附加信息就会越多，嵌入大量的附加信息又会导致载密图像的效果变差，因此图像块又不能取的太小。本发明尽可能减少恢复秘密图像所需的附加信息，从而实现4×4图像块之间的变换。将Lee提出的方法与本发明实施例提出的方法进行对比，图4是一个具体的对比实例。本发明实施例中图像变换能够取得较好的伪装效果主要归功于选取的图像块较小。

采用本发明实施例的方法，秘密图像可以无损恢复，所以可以进行多次变换，实现图像压缩，作为图像压缩的一个示例，如图5所示。如果选择的图像块尺度大于4×4，那么变换效果可能会变差，但是恢复秘密图像所需的附加信息就会变少，这样的好处是可以实现更多图像的叠加。

本发明实施例中，在选择目标图像作为秘密图像的伪装保护图像的时候，目标图像尺寸的大小需要尽可能不小于秘密图像，如果目标图像尺寸小于秘密图像尺寸，那么需要将目标图像放大到至少与秘密图像相同的尺度，然后再进行变换。

本发明实现了将一幅秘密图像向另一幅尺寸相同但内容不相关的目标图像进行变换，得到与目标图像高度相似的载密图像，通过反变换可以从载密图像中无损重构秘密图像。无损特性，使得图像变换可以迭代进行下去，从而将多幅图像隐藏到一幅图像之中。所以本发明还可以作为特殊的图像压缩技术，将多幅图像叠加在一起，并且保持最后一幅图像的视觉效果。

本发明采用了无损的平移变换技术，将秘密图像块与有着相近标准差的目标图像块做平移变换，从而避免了取整损失，使得秘密图像块与目标图像块有着相似的均值，然后将变换后得到的载密图像块在最优方向上旋转，使得载密图像块与目标图像块误差最小。采用较小的4×4图像块，变换的效果较好。

本发明中，附加信息如旋转方向信息、目标图像块与秘密图像块之间的均值差信息以及秘密图像块的位置脚标信息对秘密图像的恢复至关重要，这些信息必须使用可逆隐藏的方法嵌入到变换后的载密图像里。大容量的可逆隐藏会严重破坏载密图像的视觉效果，所以本发明提出了一种高效的聚类算法来对秘密图像块与目标图像块进行聚类，大大降低记录图像块位置脚标的信息。因为自然图像的4×4图像块的标准差高度集中，所以将一幅图像所有的4×4图像块分成32类，而且这些类不是均匀分布的，高度集中的分布又使得类信息可以很好地压缩，上述实施例中大约只需要3.22bits去记录每个图像块的类信息。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种图像无损变换方法，其特征在于，该方法包括：

(1)秘密图像的隐藏步骤，包括：

(11)按照颜色分量将秘密图像划分为N个不重叠的4×4秘密图像块，将对应的目标图像划分为N个不重叠的4×4目标图像块；

(12)计算每个秘密图像块的标准差，根据标准差对秘密图像块进行聚类分析，将秘密图像块划分为L类；

(13)计算每个目标图像块的标准差，根据标准差以及秘密图像块的类容量，将目标图像块划分为L类；

(14)按照光栅扫描顺序依次扫描秘密图像块和目标图像块，判断待隐藏的当前秘密图像块的类信息即当前秘密图像块所属的类以及该类截至当前出现的次数，找出与当前秘密图像块具有相同类信息的对应目标图像块，采用以下公式计算当前秘密图像块与对应目标图像块的均值差：

Δu＝round(u′-u)

其中，Δu表示当前秘密图像块与对应目标图像块的均值差，u表示当前秘密图像块的均值，u′表示对应目标图像块的均值，round表示取最接近整数；

(15)采用以下公式将当前秘密图像块平移变换到对应目标图像块，得到对应载密图像块：

Tm_k＝Ts_k+Δu

其中，Ts_k表示当前秘密图像块中每个像素的像素值，Tm_k表示对应载密图像块中每个像素的像素值；

(16)将对应载密图像块沿最优方向旋转，并将最优方向信息作为旋转方向信息进行记录；

(17)重复上述步骤(14)～(16)，完成所有秘密图像块的隐藏，得到载密图像；

(18)消除并记录所述载密图像中溢出的冗余像素值信息，并将所有附加信息嵌入消除冗余后的载密图像中，所述附加信息包括每个秘密图像块的类信息、每个秘密图像块与其对应目标图像块的均值差信息、每个秘密图像块平移变换后得到的对应载密图像块的旋转方向信息以及载密图像的冗余像素值信息；

(2)秘密图像的恢复步骤，包括：

(21)将附加信息从载密图像中提取出来，读取附加信息；

(22)将读取的冗余像素值信息添加到载密图像中；

(23)按照颜色分量将添加冗余后的载密图像划分为N个不重叠的4×4载密图像块；

(24)采用步骤(12)中将秘密图像块划分为L类的方法，将载密图像块划分为L类；

(25)根据读取的类信息，找出与待恢复的当前秘密图像块具有相同类信息的对应载密图像块；

(26)根据读取的旋转方向信息，将对应载密图像块反向旋转；

(27)根据读取的均值差信息，采用以下公式恢复得到当前秘密图像块：

Ts_k＝Tm_k-Δu

(28)重复上述步骤(25)～(27)，完成所有秘密图像块的恢复，得到秘密图像。

2.根据权利要求1所述的图像无损变换方法，其特征在于，所述步骤(12)中，根据标准差对秘密图像块进行聚类分析，将秘密图像块划分为L类，具体包括：

a、采用统计学中的百分位数法，将秘密图像块的标准差从小到大排列，用N_α表示处于α％位置的值；

b、按照标准差的排序将秘密图像块划分为32类，其中，将标准差属于[N₀，N₅₀]的秘密图像块平均分为2类，将标准差属于(N₅₀，N_93.75]的秘密图像块平均分为6类，将标准差属于(N_93.75，N₁₀₀]的秘密图像块平均分为24类。

3.根据权利要求1所述的图像无损变换方法，其特征在于，所述步骤(15)还包括：

当对应载密图像块中的像素值出现高于255的溢出时，采用以下公式对Δu进行溢出调整：

${\mathrm{\&Delta;u}}_1=\left\{\begin{array}{ccc}\mathrm{\&Delta;}u+255-{\mathrm{Ov}}_{\max },& if& ({\mathrm{Ov}}_{\max }-255)<T\\ \mathrm{\&Delta;}u-T,& if& ({\mathrm{Ov}}_{\max }-255)\&GreaterEqual;T\end{array}\right.$

当对应载密图像块中的像素值出现低于0的溢出的时候，采用以下公式对Δu进行溢出调整：

${\mathrm{\&Delta;u}}_1=\left\{\begin{array}{ccc}\mathrm{\&Delta;}u+0-{\mathrm{Un}}_{\min },& if& (0-{\mathrm{Un}}_{\min })<T\\ \mathrm{\&Delta;}u+T,& if& (0-{\mathrm{Un}}_{\min })\&GreaterEqual;T\end{array}\right.$

其中，Ov_max表示对应载密图像块中高于255的像素值中的最大值，Un_min表示对应载密图像块中低于0的像素值中的最小值，T表示门限，Δu₁表示溢出调整后的均值差；

采用溢出调整后的均值差Δu₁重新计算对应载密图像块中每个像素的像素值。

4.根据权利要求1所述的图像无损变换方法，其特征在于，所述步骤(15)还包括：

采用以下公式对Δu进行量化调整：

${\mathrm{\&Delta;u}}_2=\left\{\begin{array}{ccc}8\&times;round(\mathrm{\&Delta;}u/8),& if& \mathrm{\&Delta;}u\&GreaterEqual;0\\ 8\&times;floor(\mathrm{\&Delta;}u/8)+4,& if& \mathrm{\&Delta;}u<0\end{array}\right.$

其中，Δu₂表示量化调整后的均值差，round(Δu/8)表示取最接近Δu/8的整数，floor(Δu/8)表示取不大于Δu/8的最大整数；

令Δu′＝|Δu₂|/4，并将Δu′作为均值差信息进行记录；

采用量化调整后的均值差Δu₂重新计算对应载密图像块中每个像素的像素值。

5.根据权利要求1所述的图像无损变换方法，其特征在于，所述步骤(16)中，将对应载密图像块沿最优方向旋转，具体包括：

a、依次将对应载密图像块沿四个方向0°、90°、180°、270°旋转，分别计算每个方向上对应载密图像块与目标图像块的均方误差；

b、选择均方误差最小的一个方向作为最优方向。

6.根据权利要求1所述的图像无损变换方法，其特征在于，所述步骤(18)中，消除并记录所述载密图像中溢出的冗余像素值信息，具体包括：

a、找出载密图像中所有像素值不大于0和不小于255的像素，将小于0的像素值取为0，将大于255的像素值取为255；

b、采用以下公式记录冗余像素值信息：

$resi=\left\{\begin{array}{ccc}pix-255,& if& pix\&GreaterEqual;255\\ 0-pix,& if& pix\&le;0\end{array}\right.$

其中，resi表示载密图像中溢出的冗余像素值信息，pix表示载密图像中每个像素的像素值。

7.根据权利要求1所述的图像无损变换方法，其特征在于，所述步骤(18)中，将所有附加信息嵌入消除冗余后的载密图像中，具体包括：

a、对附加信息进行熵编码压缩；

b、采用加密算法对压缩后的附加信息进行加密；

c、采用可逆隐藏算法将加密后的附加信息写入载密图像中。