CN107845054A - 可逆数据隐藏方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可逆数据隐藏方法和装置，该方法包括：生成载体图像的二维差值直方图；获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向；根据原始扩张差值对的分布，将二维差值直方图分成多个互不相交子集；获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向；其中，改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，改进修改方向包括自旋和原始修改方向；根据改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。减少了扩张集合嵌入数据给载体图像带来失真，进而提高了隐藏数据的安全性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及信息隐藏技术领域，尤其涉及一种可逆数据隐藏方法和装置。
背景技术
随着网络技术的不断发展以及网络信息的广泛传播，信息安全成为一个热门且重要的领域。信息隐藏技术是信息安全领域的一个主要分支，是一种利用多媒体数据载体进行数据隐藏的信息处理方法。信息隐藏技术的目的是隐藏数据发送者在一个数字载体中利用某种嵌入方法和密钥嵌入秘密信息，使得只有特定的接收者可以利用对应的数据提取算法准确的得到嵌入的信息，而其他人即使在中间拦截了数字载体也无法得到秘密信息。
在众多的信息隐藏技术中，可逆数据隐藏技术(reversible data hiding，缩写为RDH)是一种能够无损恢复嵌入载体的信息的方法。目前为止，许多的RDH被提出，其中最受关注的是基于直方图的方法。基于直方图的方法通过平移图像直方图的某些直条来制造空白区域，并通过扩展其他的直条来填充空白区域，从而嵌入秘密信息。
现有技术中的基于直方图的可逆数据隐藏方法主要有基于二维差值直方图的可逆数据隐藏方法。该方法通过每个像素对和它们对应的上下文信息来构建差值对，通过统计所有的差值对构建出一个二维差值直方图。然后通过差值对映射(difference-pair-mapping,缩写为DPM)对二维差值直方图进行修改实现可逆数据隐藏。其中，DPM将差值对映射到两个不相交的集合：平移集合和扩张集合。平移集合内的差值对按照一定的映射机制进行平移，从而为扩张集合提供空白区域，扩张集合内的差值对根据嵌入信息选择平移或保持不变。
现有技术中的基于二维差值直方图的可逆数据隐藏方法，由于没有更好地利用直方图中频率较高的差值对进行数据嵌入，导致了扩张集合嵌入数据给载体图像带来失真，进而降低了隐藏数据的安全性。
发明内容
本发明实施例提供一种可逆数据隐藏方法，解决了现有技术中的可逆数据隐藏方法由于没有更好地利用直方图中频率较高的差值对进行数据嵌入，导致了扩张集合嵌入数据给载体图像带来失真，进而降低了隐藏数据的安全性的技术问题。
本发明实施例提供一种可逆数据隐藏方法，包括：生成载体图像的二维差值直方图；
获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向；
根据原始扩张差值对的分布，将所述二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的原始平移差值对组成；
获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向；其中，所述改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，所述改进修改方向包括自旋和原始修改方向；
根据所述改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。
本发明实施例提供一种可逆数据隐藏装置，包括：
生成模块，用于生成载体图像的二维差值直方图；
获取模块，用于获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向；
划分模块，用于根据原始扩张差值对的分布，将所述二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的原始平移差值对组成；
所述获取模块，还用于获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向；其中，所述改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，所述改进修改方向包括自旋和原始修改方向；
嵌入模块，用于根据所述改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。
本发明实施例提供一种可逆数据隐藏方法和装置，通过生成载体图像的二维差值直方图；获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向；根据原始扩张差值对的分布，将二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的原始平移差值对组成；获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向；其中，改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，改进修改方向包括自旋和原始修改方向；根据改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。由于进行二维差值直方图中改进扩张差值对的选取时，均是根据载体图像的自身特点，选取频率大于等于原始扩张差值对的频率的差值对为扩张差值对，所以更好地利用二维差值直方图中频率较高的差值对进行数据嵌入，并且在改进修改方向中包括自旋，说明对载体图像中尽量减少了对像素对的修改，所以减少了扩张集合嵌入数据给载体图像带来失真，进而提高了隐藏数据的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明可逆数据隐藏方法实施例一的流程图；
图2为像素对(x,y)的领域示意图；
图3为像素对(x,y)存在的四种修改方向示意图；
图4为差值对(d1,d2)对应的四种修改方向示意图；
图5为传统的二维差值直方图修改机制的示意图；
图6为本发明二维差值直方图修改机制的示意图；
图7为执行步骤103后的一个示意图；
图8为对二维差值直方图进行修改后的示意图；
图9为本发明可逆数据隐藏方法实施例二的流程图；
图10为本发明可逆数据隐藏装置实施例一的结构示意图；
图11为本发明可逆数据隐藏装置实施例二的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
图1为本发明可逆数据隐藏方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例提供的执行主体为可逆数据隐藏装置，该可逆数据隐藏装置可以位于本地终端的应用，或者还可以为位于本地终端的应用中的插件或软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)等功能单元，本发明实施例对此不进行特别限定。其中，本地终端可以为计算机、笔记本电脑或服务器等终端。则本实施例提供的可逆数据隐藏方法包括以下几个步骤。
步骤101，生成载体图像的二维差值直方图。
本实施例中，首先从上到下的顺序将载体图像分为互不重叠的像素对。具体地，取水平方向相邻的像素点作为一组像素对(x,y)。根据像素对(x,y)的邻域，使用梯度预测方法(gradient adjusted predictor，缩写为GAP)计算像素点y的像素预测值z。其中，图2为像素对(x,y)的领域示意图，如图2所示，像素对(x,y)的邻域为像素对(x,y)中，像素点x向下的两行和向右的三列，像素对(x,y)的邻域与像素对(x,y)共同构成3*4的图像块。
需要说明的是，像素对(x,y)中的x和y分为是对应像素点的像素值，像素对(x,y)的领域中的数值也表示对应像素点的像素值。
其中，像素点y的像素预测值z的计算方法如式(1)所示：
在式(1)中，dv＝|v1-v5|+|v3-v7|+|v4-v8|，表示该邻域垂直方向上的梯度，dh＝|v1-v2|+|v3-v4|+|v4-v5|表示该邻域水平上的梯度。其中，
然后，根据像素对(x,y)和像素点y的像素预测值z，计算对应的差值对(d1,d2)，计算公式如式(2)所示。
d1＝x-y
d2＝y-z (2)
最后，对载体图像中每个像素对对应的差值对进行统计，生成载体图像的二维差值直方图。其中，统计出的载体图像的相同差值对的个数，为对应的二维差值直方图中该差值对的频率。
需要说明的是，对二维差值直方图的修改等价于对原载体图像像素点的修改。在本实施例中，为了减小载体图像的数据嵌入后失真，像素点对的修改量限制为1，即图3为像素对(x,y)存在的四种修改方向示意图，图4为差值对(d1,d2)对应的四种修改方向示意图。如图3和图4所示。根据差值对与像素对的关系，可以得到相应差值对(d1,d2)的修改方向为：(d1-1,d2)、(d1+1,d2)、(d1,d2-1)和(d1,d2+1)。因此，在后续步骤中，对差值对的修改等同于以1为最大修改量的对载体图像像素点对的修改。
步骤102，获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向。
本实施例中，图5为传统的二维差值直方图修改机制的示意图，图6为本发明二维差值直方图修改机制的示意图，如图5和图6所示，在图5和图6中，白色圆点表示为原始扩张差值对，黑色原点表示为原始平移差值对，箭头方向表示差值对的原始修改方向。本实施例中，预设的原始扩张差值对可以为传统的二维差值直方图修改机制提出的扩张差值对也可以为本发明二维差值直方图修改机制提出的原始扩张差值对，本实施例中对此不做限定。
其中，本发明二维差值直方图机制提出的的原始扩张差值对是首先根据先验知识确定高频率差值对的分布区域，然后对多幅载体图像的二维差值直方图中高频率差值对的分布区域的差值对的频率进行统计，确定满足预设高频率统计规则的差值对得出的。
如图5和图6所示，传统的二维差值直方图修改机制提出的扩张差值对和本发明二维差值直方图修改机制提出的原始扩张差值对的区别为：
本发明中，有一部分扩张差值对分布在与d1轴相差为1的d1轴的上方和下方，而在d1轴上只有中心的三个差值对作为原始扩张差值对。
其中，对应的原始修改方向为以扩张差值对为原始点，平移差值对为过渡点，由原始点指向过渡点，并由前一过渡点指向下一过渡点所形成。在二维差值直方图的第一象限，修改方向与d1轴的方向相同，在二维差值直方图的第二象限，修改方向与d1轴的方向呈45度，在二维差值直方图的第三象限，修改方向与d1轴的方向相反，在二维差值直方图的第四象限时，修改方向与d1轴的方向呈135度。
步骤103，根据原始扩张差值对的分布，将二维差值直方图分成多个互不相交的子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的原始平移差值对组成。
其中，原始扩张差值对和连续的平移差值对之间的连线形成一条射线，该射线的方向可以与原始修改方向相同。
举例说明：若原始扩张差值对是采用本发明提出的二维差值直方图的修改机制确定的原始扩张差值对，则可将二维差值直方图分成多个子集，图7为执行步骤103后的一个示意图。如图7所示，将二维差值直方图分成30个子集，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的平移差值对组成。其中，30个子集分别为：a1,…,a5,b1,..,b5,…,e1,…,e5,f1,…,f5)，每个子集的起始点为原始扩张差值对，原始平移差值对在原始扩张差值对的后方，原始扩张差值对到原始平移差值对的方向为原始修改方向。
同理，当若原始扩张差值对是采用传统二维直方图修改机制提出的扩张差值对，也可将二维差值直方图分成多个子集，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的平移差值对组成。本实施例中对此不做限定。
步骤104，获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向。
其中，改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，改进修改方向包括自旋和原始修改方向。
具体地，本实施例中，以原始扩张差值对为起始点，在起始点沿原始修改方向上的预设距离内查找频率大于等于原始扩张差值对的频率的差值对，该差值对为改进差值对。改进差值对的计算公式可表示为式(3)所示。
其中，h0表示原始扩张差值对的频率，表示该子集内距离原始扩张差值对小于等于K的差值对的最大频率。k表示改进扩展差值对。
然后，将原始修改方向变为改进修改方向。其中，原始扩张差值对、原始扩张差值对和改进扩张差值对之间的原始平移差值均对变为改进平移差值对，该改进平移差值对的修改方向变为自旋，改进扩张差值对到后续原始平移差值对的修改方向与原始修改方向相同。
图8为对二维差值直方图进行修改后的示意图，如图8所示，在图8中，数值为斜体的且修改方向不为自旋的表示改进扩张差值对对应的频率，数值为斜体的且修改方向为自旋的差值对表示不参与数据嵌入的差值对对应的频率，数值为非斜体的且修改方向不为自旋的差值对表示平移差值对对应的频率。本实施例中，在对二维差值直方图进行修改后，改进修改方向为自旋表示该发生自旋的差值对对应的像素对不发生变化，不参与数据的嵌入。
步骤105，根据改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素点进行相应的处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。
本实施例中，根据改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，可确定载体图像中的对应像素对的具体处理方式。其中，改进扩张差值对表示对载体图像中对应的像素对按照改进修改方向进行平移，平移给平移像素对，将空出的位置进行数据嵌入，以对数据进行隐藏。改进后的平移差值对表示对载体图像中的对应的像素对不进行修改。
本实施例提供的可逆数据隐藏方法，通过生成载体图像的二维差值直方图，获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向，根据原始扩张差值对的分布，将二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的原始平移差值对组成，获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，改进修改方向包括自旋和原始修改方向，根据改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。由于进行二维差值直方图中改进扩张差值对的选取时，均是根据载体图像的自身特点，选取频率大于等于原始扩张差值对的频率的差值对为扩张差值对，所以更好地利用二维差值直方图中频率较高的差值对进行数据嵌入，并且在改进修改方向中包括自旋，说明对载体图像中尽量减少了对像素对的修改，所以减少了扩张集合嵌入数据给载体图像带来失真，进而提高了隐藏数据的安全性。
图9为本发明可逆数据隐藏方法实施例二的流程图，如图9所示，本实施例提供的可逆数据隐藏方法相较于实施例一，为一更为优选的实施例，则本实施例提供的可逆数据隐藏方法包括以下步骤。
步骤201，使用位置映射表记录载体图像中存在像素溢出的像素对的位置。
具体地，位置映射表表示为L。对于第i对像素对(xi,yi)，如果xi的值等于0或255，或者yi的值等于0或255，那么就将该像素对映射为1，表示该像素对存在像素溢出，否则映射为0，表示该像素对不存在像素溢出。因此，位置映射表L是长度为N的二值序列，可以使用算术编码进行无损的压缩。
步骤202，生成载体图像的二维差值直方图。
需要说明的时，本实施例中，在生成载体图像的二维差值直方图时，去除载体直方图的最后两行和两列。
进一步地，本实施例中，生成载体图像的二维差值直方图具体包括以下步骤：
步骤202a，根据位置映射表确定无像素溢出的像素对。
本实施例中，对载体图像的位置映射表进行存储，以确定无像素溢出的像素对。以像素对(xi,yi)＝(125,125)为例，由于不存在像素溢出现象，所以L[i]＝0。
步骤202b，计算无像素溢出的像素对对应的噪声级别。
本实施例中，对像素对对应的噪声级别的计算方式不做限定。其中，像素对(xi,yi)的噪声级别可表示为NL(xi,yi)。
步骤202c，判断无像素溢出的像素对的对应的噪声级别是否小于预设噪声阈值，若是，则执行步骤202d，否则，则结束。
具体地，本实施例中，预设噪声阈值可表示为T，对预设噪声阈值的数值不做限定，如T＝25，或其他合理的数值。
若无像素溢出的像素对的对应的噪声级别小于预设噪声阈值，则将该像素对作为参与数据隐藏的像素对，若无像素溢出的像素对的对应的噪声级别大于等于预设噪声阈值，则该像素对不作为参与数据隐藏的像素对。
步骤202d，确定无像素溢出且对应的噪声级别小于预设噪声阈值的像素对为待处理像素对。
步骤202e，计算待处理像素对对应的差值对。
本实施例中，步骤202e中计算待处理像素对对应的差值对的实现方式和本发明可逆隐藏数据方法实施例一中的步骤101中的实现方式相同，在此不再一一赘述。
步骤202f，对待处理像素对对应的差值对的频率进行统计，生成载体图像的二维差值直方图。
本实施例中，步骤202e中对待处理像素对对应的差值对的频率进行统计的实现方式和本发明可逆隐藏数据方法实施例一中的步骤101中的实现方式相同，在此不再一一赘述。
步骤203，根据先验知识确定高频率差值对的分布区域。
具体地，本实施例中，由于载体图像为自然图像，自然图像中大部分区域为平滑区域，所以根据先验知识确定高频率差值对的分布区域为在靠近d1轴和d2轴的两个长条区域，且两个长条区域交叉，形成“+”形。
步骤204，对多幅载体图像的二维差值直方图中高频率差值对的分布区域的差值对的频率进行统计，确定满足预设高频率统计规则的差值对，满足预设高频率统计规则的差值对为原始扩张差值对。
具体地，本实施例中，可将多幅载体图像作为统计样本，分别对多幅载体图像的二维差值直方图中高频率差值对的分布区域的差值对的频率进行统计，确定满足预设高频率统计规则的差值对，满足预设高频率统计规则的差值对为原始扩张差值对。其中，预设高频率统计规则不做限定，如可以为找到多幅载体图像中在分布区域中差值对的频率高于预设频率的概率，超过预设概率的分布区域中的差值点作为原始扩展差值点。也可以为其他预设高频率统计规则。
步骤205，获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向。
进一步地，本实施例中，预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向为本发明提出的二维差值直方图修改机制中的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向，具体可参照图6所示。
步骤206，根据原始扩张差值对的分布，将二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的平移差值对组成。
步骤207，获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，改进修改方向包括自旋和原始修改方向。
本实施例中，步骤206-步骤207的实现方式与本发明实施例一中的步骤103-步骤104的实现方式相同，在此不再一一赘述。
步骤208，根据改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。
进一步地，将待隐藏数据嵌入到载体图像中时，也将附加信息嵌入到载体图像中，以便进行可逆数据的隐藏后，以对数据的提取和图像的恢复。
其中，附加信息包括：预设噪声阈值、压缩后的位置映射表、压缩后的位置映射表的长度、最后一个待隐藏数据对应的差值对的索引值，以及改进扩张差值对的位置。
本实施例提供的可逆数据隐藏方法，通过使用位置映射表记录载体图像中存在像素溢出的像素对的位置，生成载体图像的二维差值直方图，在生成载体图像的二维差值直方图时，根据位置映射表确定无像素溢出的像素对，计算无像素溢出的像素对对应的噪声级别，判断无像素溢出的像素对的对应的噪声级别是否小于预设噪声阈值，若是，则确定无像素溢出且对应的噪声级别小于预设噪声阈值的像素对为待处理像素对，计算待处理像素对对应的差值对，对待处理像素对对应的差值对的频率进行统计，生成载体图像的二维差值直方图；在生成载体图像的二维差值直方图后，根据先验知识确定高频率差值对的分布区域，对多幅载体图像的二维差值直方图中高频率差值对的分布区域的差值对的频率进行统计，确定满足预设高频率统计规则的差值对，满足预设高频率统计规则的差值对为原始扩张差值对，获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向，根据原始扩张差值对的分布，将二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的平移差值对组成，获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，改进修改方向包括自旋和原始修改方向，根据改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。由于预设扩张差值对也是根据预设高频率统计规则确定出来的，所以很大概率上为载体图像的高频率的差值对，所以根据预设扩张差值对获取改进后的二维差值直方图时，更高概率的得到高频率的改进扩展差值对，并且在生成载体图像的二维差值直方图时，有条件的对像素对进行选择，更进一步地减少了扩张集合嵌入数据给载体图像带来失真，进一步提高了隐藏数据的安全性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图10为本发明可逆数据隐藏装置实施例一的结构示意图，如图10所示，本实施例提供的可逆数据隐藏装置包括：生成模块31，获取模块32，划分模块33和嵌入模块34。
生成模块31，用于生成载体图像的二维差值直方图。获取模块32，用于获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向。划分模块33，用于根据原始扩张差值对的分布，将二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的原始平移差值对组成。获取模块32，还用于获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向；其中，改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，改进修改方向包括自旋和原始修改方向。嵌入模块34，用于根据改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。
本实施例提供的可逆数据隐藏装置可以执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图11为本发明可逆数据隐藏装置实施例二的结构示意图；如图11所示，本实施例提供的装置在本发明可逆数据隐藏装置实施例一的基础上，还包括：确定模块41和记录模块42。
进一步地，确定模块41，用于根据先验知识确定高频率差值对的分布区域。确定模块41，还用于对多幅载体图像的二维差值直方图中高频率差值对的分布区域的差值对的频率进行统计，确定满足预设高频率统计规则的差值对，满足预设高频率统计规则的差值对为原始扩张差值对。
进一步地，记录模块42，用于使用位置映射表记录载体图像中存在像素溢出的像素对的位置。
进一步地，生成模块31，具体用于：根据位置映射表确定无像素溢出的像素对；计算无像素溢出的像素对对应的噪声级别；判断无像素溢出的像素对的对应的噪声级别是否小于预设噪声阈值；若无像素溢出的像素对的对应的噪声级别小于预设噪声阈值，则确定无像素溢出且对应的噪声级别小于预设噪声阈值的像素对为待处理像素对；计算待处理像素对对应的差值对，对待处理像素对对应的差值对的频率进行统计，生成载体图像的二维差值直方图。
进一步地，嵌入模块34，还用于：将附加信息嵌入到载体图像中。
其中，附加信息包括：预设噪声阈值、压缩后的位置映射表、压缩后的位置映射表的长度、最后一个待隐藏数据对应的差值对的索引值，以及改进扩张差值对的位置。
本实施例提供的可逆数据隐藏装置可以执行图9所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种可逆数据隐藏方法，其特征在于，包括：
生成载体图像的二维差值直方图；
获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向；
根据原始扩张差值对的分布，将所述二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的原始平移差值对组成；
获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向；其中，所述改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，所述改进修改方向包括自旋和原始修改方向；
根据所述改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取预设的原始扩张差值对和所述每个所述原始预设扩张差值对对应的修改方向之前，还包括：
根据先验知识确定高频率差值对的分布区域；
对多幅载体图像的二维差值直方图中高频率差值对的分布区域的差值对的频率进行统计，确定满足预设高频率统计规则的差值对，所述满足预设高频率统计规则的差值对为原始扩张差值对。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述生成载体图像的二维差值直方图之前，还包括：
使用位置映射表记录所述载体图像中存在像素溢出的像素对的位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生成载体图像的二维差值直方图具体包括：
根据位置映射表确定无像素溢出的像素对；
计算所述无像素溢出的像素对对应的噪声级别；
判断所述无像素溢出的像素对的对应的噪声级别是否小于预设噪声阈值；
若所述无像素溢出的像素对的对应的噪声级别小于预设噪声阈值，则确定所述无像素溢出且对应的噪声级别小于预设噪声阈值的像素对为待处理像素对；
计算所述待处理像素对对应的差值对，
对所述待处理像素对对应的差值对的频率进行统计，生成载体图像的二维差值直方图。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
将附加信息嵌入到载体图像中；
其中，所述附加信息包括：预设噪声阈值、压缩后的位置映射表、所述压缩后的位置映射表的长度、最后一个待隐藏数据对应的差值对的索引值，以及改进扩张差值对的位置。
6.一种可逆数据隐藏装置，其特征在于，包括：
生成模块，用于生成载体图像的二维差值直方图；
获取模块，用于获取预设的原始扩张差值对、原始平移差值对及对应的原始修改方向；
划分模块，用于根据原始扩张差值对的分布，将所述二维差值直方图分成多个互不相交子集，其中，每个子集由一个原始扩张差值对和对应原始修改方向上的连续的原始平移差值对组成；
所述获取模块，还用于获取每个子集中的改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向；其中，所述改进扩张差值对的频率大于等于原始扩张差值对的频率，所述改进修改方向包括自旋和原始修改方向；
嵌入模块，用于根据所述改进扩张差值对、改进平移差值对和对应的改进修改方向，对载体图像中的像素对进行处理并将待隐藏数据嵌入到载体图像中，以对待隐藏数据进行隐藏。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
确定模块，用于根据先验知识确定高频率差值对的分布区域；
所述确定模块，还用于对多幅载体图像的二维差值直方图中高频率差值对的分布区域的差值对的频率进行统计，确定满足预设高频率统计规则的差值对，所述满足预设高频率统计规则的差值对为原始扩张差值对。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括：
记录模块，用于使用位置映射表记录所述载体图像中存在像素溢出的像素对的位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述生成模块，具体用于：
根据位置映射表确定无像素溢出的像素对；计算所述无像素溢出的像素对对应的噪声级别；判断所述无像素溢出的像素对的对应的噪声级别是否小于预设噪声阈值；若所述无像素溢出的像素对的对应的噪声级别小于预设噪声阈值，则确定所述无像素溢出且对应的噪声级别小于预设噪声阈值的像素对为待处理像素对；计算所述待处理像素对对应的差值对，对所述待处理像素对对应的差值对的频率进行统计，生成载体图像的二维差值直方图。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述嵌入模块，还用于：将附加信息嵌入到载体图像中；
其中，所述附加信息包括：预设噪声阈值、压缩后的位置映射表、所述压缩后的位置映射表的长度、最后一个待隐藏数据对应的差值对的索引值，以及改进扩张差值对的位置。
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|---|---|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103414840A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-11-27 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于图像集的数据隐藏方法 |
| WO2014107070A1 (ko) * | 2013-01-04 | 2014-07-10 | 고려대학교 산학협력단 | 가역 정보 은닉 시스템 및 방법 |
-
2016
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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