CN116489427A - 信息的嵌入方法、装置、终端设备、系统及可读存储介质 - Google Patents

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CN116489427A CN202310416565.7A CN202310416565A CN116489427A CN 116489427 A CN116489427 A CN 116489427A CN 202310416565 A CN202310416565 A CN 202310416565A CN 116489427 A CN116489427 A CN 116489427A
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Abstract

本申请适用于信息技术领域，提供了一种信息的嵌入方法、装置、终端设备、系统及可读存储介质。上述信息的嵌入方法包括：获取原始图像中每个像素的初始标签值；根据原始图像中每个图像区域内像素的初始标签值，确定对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值，目标标签值小于或等于对应的图像区域内任意一个像素的初始标签值；对目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关；根据每个像素的编码数据和原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像，辅助信息包括编码数据、所述预设规则、以及每个图像区域内像素的总个数。本申请实施例能够一定程度上提高私有数据的嵌入量。

Description

信息的嵌入方法、装置、终端设备、系统及可读存储介质
技术领域
本申请属于信息技术领域，尤其涉及一种信息的嵌入方法、装置、终端设备、系统及可读存储介质。
背景技术
密文可逆信息隐藏(Reversible Data Hiding in Encrypted Images，RDHEI)技术是通过对原始图像进行加密，然后在加密图像中嵌入私有数据的技术，该技术能确保嵌入的数据可以被无误提取，以及原始图像可以被无损恢复。
相关技术中，通常是获取图像中每个像素的标签值，再根据每个像素的标签值、编码规则等信息生成辅助信息，由标签值对应的总长度确定图像能够嵌入数据的总量，最终图像所能嵌入的私有数据的数据量为图像能够嵌入数据的总量减去辅助信息的数据量。经研究发现，由于辅助信息的数据量较大，导致图像实际能够嵌入的私有数据的数据量较少，即，存在私有数据的嵌入量较少的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种信息的嵌入方法、装置、终端设备、系统及可读存储介质，可以一定程度上解决相关技术中私有数据的嵌入量较少的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种信息的嵌入方法，应用于第一设备，包括：获取原始图像中每个像素的初始标签值，初始标签值表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，原始图像包括多个图像区域；根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值，目标标签值小于或等于对应的图像区域内任意一个像素的初始标签值；对目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关；根据每个像素的编码数据和原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像，辅助信息包括编码数据、预设规则，以及每个图像区域内像素的总个数，目标图像用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据，目标数据量为目标图像能够嵌入数据的数据量与辅助信息的数据量之间的差值。
第二方面，本申请实施例提供了一种信息的嵌入方法，应用于第二设备，包括：获取目标图像，目标图像为根据第一方面的信息的嵌入方法得到的图像；根据目标图像携带的辅助信息，确定目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量；根据数据量，将私有数据嵌入至目标图像中。
第三方面，本申请实施例提供了一种信息的嵌入装置，配置于第一设备，包括：第一获取模块，用于获取原始图像中每个像素的初始标签值，初始标签值表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，原始图像包括多个图像区域；第一确定模块，用于根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值，目标标签值小于或等于对应的图像区域内任意一个像素的初始标签值；编码模块，用于对目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关；生成模块，用于根据每个像素的编码数据和原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像，辅助信息包括编码数据、预设规则、以及每个图像区域内像素的总个数，目标图像用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据，目标数据量为目标图像能够嵌入数据的数据量与辅助信息的数据量之间的差值。
第四方面，本申请实施例提供了一种信息的嵌入装置，配置于第二设备，包括：第二获取模块，用于获取目标图像，目标图像为根据第一方面的信息的嵌入方法得到的图像；第二确定模块，用于根据目标图像携带的辅助信息，确定目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量；嵌入模块，用于根据数据量，将私有数据嵌入至目标图像中。
第五方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面的信息的嵌入方法的步骤，或者，处理器执行计算机程序时实现上述第二方面的信息的嵌入方法的步骤。
第六方面，本申请实施例提供了一种信息的嵌入系统，包括第一设备、与第一设备连接的第二设备；第一设备用于获取原始图像中每个像素的初始标签值，根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值，对目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，并根据每个像素的编码数据和原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像；其中，初始标签值表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，原始图像包括多个图像区域，目标标签值小于或等于对应的图像区域内任意一个像素的初始标签值，编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关，辅助信息包括编码数据、预设规则、以及每个图像区域内像素的总个数，目标图像用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据，目标数据量为目标图像能够嵌入数据的数据量与辅助信息的数据量之间的差值；第二设备用于获取目标图像，根据目标图像携带的辅助信息，确定目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量，并根据数据量，将私有数据嵌入至目标图像中。
第七方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的信息的嵌入方法的步骤，或者，计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面的信息的嵌入方法的步骤。
第八方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面的信息的嵌入方法的步骤，或者，使得终端设备执行上述第二方面的信息的嵌入方法的步骤。
本申请的实施方式中，通过获取原始图像中每个像素的初始标签值，将所有像素的初始标签值转换为目标标签值，再根据目标标签值得到编码数据，进而得到辅助信息，由于每个像素的目标标签值小于或等于对应的初始标签值，且编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关，即目标标签值越小，编码数据的数据位数越少，因此相较于相关技术可以减少辅助信息的数据量，当所有像素能嵌入的数据总量的减少量小于辅助信息的数据量的减少量时，能够提高目标数据量，也即提高私有数据的嵌入量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的应用于第一设备的信息的嵌入方法的实现流程示意图；
图2是本申请实施例提供的确定像素的初始标签值的具体实现流程示意图；
图3是本申请实施例提供的确定其他像素的预测值的具体实现流程示意图；
图4是本申请实施例提供的当前像素的位置示意图；
图5是本申请实施例提供的确定像素的初始标签值的示意图；
图6是本申请实施例提供的确定像素的目标标签值的具体实现流程示意图；
图7是本申请实施例提供的确定图像区域的具体实现流程图；
图8是本申请实施例提供的生成目标图像的具体实现流程图；
图9是本申请实施例提供的应用于第二设备的信息的嵌入方法的实现流程示意图；
图10是本申请实施例提供的配置于第一设备的信息的嵌入装置的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的配置于第二设备的信息的嵌入装置的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进移动一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”、“包含”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、终端、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本申请的权利要求书、说明书以及说明书附图中的术语，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实时的关系或者顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
相关技术中，通常是获取图像中每个像素的标签值，再根据每个像素的标签值、编码规则等信息生成辅助信息，由标签值对应的总长度确定图像能够嵌入数据的总量，最终图像所能嵌入的私有数据的数据量为图像能够嵌入数据的总量减去辅助信息的数据量。经研究发现，由于辅助信息的数据量较大，导致图像实际能够嵌入的私有数据的数据量较少，即，存在私有数据的嵌入量较少的问题。
有鉴于此，本申请实施例提出一种信息的嵌入方法、装置、终端设备、系统及可读存储介质，通过对图像的初始标签值进行转换，减少辅助信息的数据量，进而一定程度上提高了私有数据的嵌入量。
为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本申请实施例提供的一种信息的嵌入方法的实现流程示意图，该方法可以应用于第一设备上。第一设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra－mobile personal computer，UMPC)、上网本等终端设备，对此本申请不进行限制。
具体的，上述信息的嵌入方法可以包括以下步骤S101至步骤S104。
步骤S101，获取原始图像中每个像素的初始标签值。
其中，初始标签值可以表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，例如，一个像素的初始标签值为5，代表该像素上能嵌入5位的数据。原始图像是用于作为私有数据的嵌入载体的图像，可以包括多个图像区域。每个图像区域可以包括一个或多个像素，图像区域内各个像素都有各自的初始标签值。应理解，图像区域可以是规则的或不规则的，不同图像区域内的像素的总个数可以相同或不同，本申请对此不做限制。
在本申请的实施方式中，第一设备可以基于原始图像中每个像素的像素值，确定每个像素对应的初始标签值。当然，其他密文可逆信息隐藏技术中用于获取标签值的方式同样适用于本申请，对此本申请不做限制。
步骤S102，根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值。
其中，目标标签值是图像区域内每个像素共同使用的标签值，表征对应像素实际能够嵌入数据的数据量，目标标签值小于或等于对应的图像区域内任意一个像素的初始标签值。也就是说，每个像素的标签值可以由初始标签值转换为所在图像区域内所有像素共同使用的目标标签值，此时每个像素实际能够嵌入数据的数据量相应发生改变。
在本申请的实施方式中，可以将每个图像区域内最小的初始标签值作为对应图像区域内所有像素共用的目标标签值，也可以基于最小的初始标签值，使用低于最小的初始标签值的数值作为目标标签值，对此本申请不做限制。
需要说明的是，不同的图像区域内像素的目标标签值可以相同或不同。由于目标标签值小于或等于对应的图像区域内任意一个像素的初始标签值，因此在每个图像区域中，像素的标签值整体减小，进而整个原始图像内像素的标签值整体减小。
步骤S103，对目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据。
在本申请的实施方式中，上述预设规则为标签值的编码规则，具体可以使进制之间的转换规则，或不同编码格式之间的转换规则。
示例性的，目标标签值可以为特定进制数的数值，例如目标标签值可以为十进制数。第一设备可以将每个像素的所述目标标签值转换为预设进制的进制数，得到对应像素的编码数据。也就是说，基于预设规则，可以将特定进制下的目标标签值转换为预设进制下的进制数。例如，将目标标签值可以由十进制数转换为二进制数、由十进制数转换为八进制数，等等。此时，上述预设规则可以是现有的进制之间的转换规则，例如可以指哈夫曼编码规则。
编码数据为目标标签值按照预设规则进行编码后得到的数据，编码数据的数据位数表示该编码数据占用数据空间的位数，例如，当编码数据为101，该编码数据的数据位数为3位，需要占用3位的数据空间。
在本申请的实施方式中，编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关，即目标标签值越小，编码数据的数据位数越少，编码数据占用的数据空间越小。
示例性的，假设某个像素的目标标签值为5，预设规则为十进制转二进制规则，该像素的目标标签值可以转换为二进制的进制数101，101即为该像素的编码数据。该编码数据的数据位数是3位，表示该编码数据需要占用3位的数据空间。假设某个像素的目标标签值为8，预设规则同样为十进制转二进制规则，该像素的目标标签值可以转换为二进制的进制数1000，1000即为该像素的编码数据。该编码数据的数据位数是4位，表示该编码数据需要占用4位的数据空间。据此可以理解，目标标签值越小，编码数据的数据位数越少，编码数据占用的数据空间越小，编码数据占用的数据量越少。
步骤S104，根据每个像素的编码数据和原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像。
其中，辅助信息可用于恢复每个像素的目标标签值，以便嵌入私有数据或还原私有数据。具体的，辅助信息可以包括前述编码数据、预设规则、以及每个图像区域内像素的总个数。
在本申请的实施方式中，第一设备通过图像嵌入，可以将辅助信息嵌入至各个像素中得到嵌入了辅助信息的目标图像。目标图像可用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据。其中，目标数据量为目标图像能够嵌入数据的数据量与辅助信息的数据量之间的差值，即私有数据的嵌入量。目标图像能够嵌入数据的数据量为所有像素的目标标签值表征的能够嵌入数据的数据量的总和。也就是说，目标数据量＝目标图像能够嵌入数据的数据量–目标图像已经嵌入的辅助信息。
在本申请的实施方式中，由于辅助信息包括编码数据，因此编码数据占用的数据量越少，辅助信息的数据量越少，当所有像素能嵌入的数据总量的减少量小于辅助信息的数据量的减少量时，能够提高目标数据量，进而提高私有数据的嵌入量。
一些实施方式中，辅助信息还可以包括对标签总长度按照预设规则进行编码得到的编码数据，其中，标签总长度为所有像素的目标标签值之和。应理解的是，所有像素的目标标签值之和小于初始标签值的总和，因此，相较于相关技术中，标签总长度对应的编码数据的数据量更少，因此在辅助信息包括标签总长度时，辅助信息的数据量可以进一步减少，私有数据的嵌入量进一步增多。
本申请的实施方式中，通过获取原始图像中每个像素的初始标签值，将所有像素的初始标签值转换为目标标签值，再根据目标标签值得到编码数据，进而得到辅助信息，由于每个像素的目标标签值小于或等于对应的初始标签值，且编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关，即目标标签值越小，编码数据的数据位数越少，因此相较于相关技术可以减少辅助信息的数据量，当所有像素能嵌入的数据总量的减少量小于辅助信息的数据量的减少量时，能够提高目标数据量，也即提高私有数据的嵌入量。
在本申请的一些实施方式中，第一设备可以根据像素的像素值确定该像素的初始标签值。
具体的，参见图2，上述步骤S101可以具体包括如下步骤S201至步骤S203。
步骤S201，获取原始图像中参考像素的像素值。
其中，原始图像可以包括至少一个参考像素以及参考像素以外的其他像素。参考像素可以是原始图像中的任意一个或多个像素，用于确定其他像素的预测值，像素的预测值用于确定对应像素的初始标签值。
需要说明的是，参考像素的选取可以根据实际情况进行调整。一些实施例中，第一设备可以将原始图像中第一行的所有像素以及第一列的所有像素作为参考像素。在另一些实施例中，第一设备也可以将原始图像中的目标像素作为参考像素。
其中，目标像素为原始图像中的任意一个像素。例如，目标像素可以为原始图像中位于第一行第一列的像素，或者，位于最后一行最后一列的像素，本申请对此不做限制。由于信息的嵌入通常是在其他像素上进行嵌入，即，参考像素通常不嵌入数据，将目标像素作为参考像素，可以减少参考像素的数量，增加其他像素的数量，从而增加图像能够嵌入数据的总数据量，进而提高私有数据的嵌入量。
步骤S202，以参考像素的像素值为基准，确定每个其他像素的预测值。
在本申请的实施方式中，第一设备可以将参考像素作为基准，利用预测算法确定每个其他像素的预测值。每个其他像素的预测值可以和参考像素的像素值相关。具体的，上述预测算法可以是中值边缘检测算法或其他预测算法，对此本申请不做限制。
具体的，参见图3，上述步骤S202可以具体包括如下步骤S301和步骤S302。
步骤S301，将每个参考像素的像素值作为对应的参考像素的预测值。
示例性的，当参考像素为原始图像中第一排的所有像素以及第一列的所有像素时，第一行的所有像素以及第一列的所有像素的像素值可以作为对应的参考像素的预测值。当参考像素为原始图像中的目标像素时，目标像素的像素值可以作为参考像素的预测值。
步骤S302，基于每个参考像素的预测值，对其他像素的预测值进行预测，得到其他像素的预测值。
其中，每个其他像素的预测值和与该其他像素相邻的像素的预测值相关。其他像素的预测值可以采用前述中值边缘检测算法或其他算法进行预测。
以中值边缘检测算法为例，请参考图4所示的当前像素的位置示意图，中值边缘检测算法的计算公式如下：
其中，p(x)为当前像素的预测值，x表示当前像素，a表示位于当前像素x上方相邻的像素的预测值，b表示位于当前像素x左上方相邻的像素的预测值，c表示位于当前像素x左侧相邻的像素的预测值。
当参考像素为原始图像中第一排的所有像素以及第一列的所有像素时，第一设备可以利用上述中值边缘检测算法得到每个其他像素的预测值。
当参考像素为原始图像中的目标像素时，第一设备可以将目标像素的像素值作为预测值，并确定目标像素所在行列的其他像素的预测值，进而确定除目标像素所在行列以外的其他像素的预测值。
以目标像素为原始图像中位于第一行第一列的像素为例，一些实施方式中，第一行中每个其他像素的预测值可以为位于左侧的相邻像素的像素值，第一列中每个其他像素的预测值可以为位于上方的相邻像素的像素值。得到第一行、第一列所有像素的预测值之后，即可通过上述中值边缘检测算法得到每个其他像素的预测值。另一些实施方式中，目标像素也可以将目标像素的预测值作为第一行、第一列所有其他像素的预测值，进而通过上述中值边缘检测算法得到每个其他像素的预测值。对此本申请不做限制。
步骤S203，将参考像素的初始标签值设置为预设标签值，并基于每个其他像素的像素值和对应的预测值，确定每个其他像素的初始标签值。
在本申请的实施方式中，参考像素的初始标签值可以设置为预设标签值，例如设置为-1。得到其他像素的预测值之后，可以将其他像素的预测值转换为8位二进制序列，并将对应的像素值也转换为8位二进制序列，然后将其他像素的预测值的8位二进制序列，与对应的像素值的8位二进制序列从最高有效位(Most Significant Bit，MSB)到最低有效位(Least Significant Bit，LSB)依次进行对比，将相同位的数量作为该像素的初始标签值。参考图5，图5示出了确定某一像素的初始标签值的示意图，其中，x为某个像素的像素值，px为该像素的预测值，xk为该像素的像素值的8位二进制序列，pxk为该像素的预测值的8位二进制序列。在图5中，该像素的像素值的二进制序列与该像素的预测值的二进制序列的前4位相同，因此该像素的初始标签值为4。
得到每个像素的初始标签值之后，即可确定每个像素的目标标签值。
具体的，在一些实施方式中，参见图6，上述步骤S102可以具体包括如下步骤S601和步骤S602。
步骤S601，根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定每个图像区域内的最小标签值。
其中，图像区域内的最小标签值为该图像区域内所有像素的初始标签值中最小的初始标签值，每个图像区域分别对应一个最小标签值。
步骤S602，将每个图像区域的最小标签值作为对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值。
在本申请的实施方式中，第一设备可以将每个图像区域的最小标签值作为对应的图像区域内所有像素的目标标签值，也即，将每个图像区域内初始标签值大于最小标签值的像素的初始标签值，转换为对应的图像区域内的最小标签值。
需要说明的是，若存在像素的初始标签值小于目标标签值，该像素的像素值的二进制序列与对应的预测值的二进制序列的相同位的数量小于目标标签值，此时该像素实际能够储存数据的数据量(即初始标签值对应的数据量)小于目标标签值对应的数据量，若为了使该像素存储目标标签值对应的数据量，需要修改该像素的像素值或预测值，此时，接收者难以准确恢复该像素。因此，本申请实施例将图像区域内的最小标签值作为目标标签值，每个像素的像素值的二进制序列与对应的预测值的二进制序列的相同位的数量大于最小标签值，因此在不改变像素值的二进制序列以及预测值的二进制序列的情况下，接收者可以将这些像素准确地恢复出来。
一些实施方式中，如图7所示，在确定对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值之前，还可以包括如下步骤S701至步骤S703。
步骤S701，对原始图像按照不同的区域划分方式进行划分，得到每种划分方式划分得到的候选区域。
其中，区域划分方式用于对原始图像进行划分，不同的区域划分方式可以将原始图像划分为不同的候选区域。每个候选区域内可以包括一个或多个像素，候选区域在原始图像中的数量为至少一个。
在本申请的实施方式中，第一设备可以是按照预设区域大小对原始图像进行划分，也可以是对原始图像进行随机划分。同一张原始图像采用不同的区域划分方式进行划分后，可以在原始图像上得到不同的候选区域，不同候选区域可以对应的不同的目标标签值，使得不同划分方式能够得到数据量不同的辅助信息，进而能够嵌入私有数据的总数据量也不同。
步骤S702，分别确定每种区域划分方式划分得到的目标图像内能够嵌入私有数据的总数据量。
在本申请的实施方式中，确定目标图像内能够嵌入私有数据的总数据量的具体步骤可以参照上述步骤S104的描述，在此不再赘述。
步骤S703，将总数据量最大的区域划分方式划分得到的候选区域作为图像区域。
在本申请的实施方式中，第一设备可以在所有区域划分方式中，选出能够嵌入私有数据的总数据量最大的划分方式，将该划分方式对应的候选区域作为图像区域，使得最终得到的目标图像能够嵌入私有数据的总数据量最大化，能够提高私有数据的嵌入量。
得到辅助信息后，第一设备还可以基于图8所示的步骤S801至步骤S803，进行辅助信息的嵌入。
步骤S801，对原始图像进行加密，得到加密图像。
在本申请的实施方式中，第一设备可以使用图像加密算法对原始图像进行加密，得到加密图像。上述图像加密算法可以为行列像素点置乱方法、基于混沌的加密方法等算法，对此本申请不做限制。
步骤S802，根据编码数据确定辅助信息。
在本申请的实施方式中，第一设备可以将每个像素的编码数据、预设规则以及每个图像区域内像素的总个数组合为辅助信息。当然，辅助信息还可以包括更多的内容，例如前述标签总长度的编码数据，对此本申请不做限制。
步骤S803，将辅助信息嵌入至加密图像中，得到携带有辅助信息的目标图像。
在本申请的实施方式中，第一设备可以将辅助信息依次按照加密图像的像素顺序从左到右、从上到下嵌入到加密图像的每一个像素中，得到携带有辅助信息的目标图像。
图9示出了本申请实施例提供的一种信息的嵌入方法的实现流程示意图，该方法可以应用于第二设备上。第二设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机、上网本等终端设备。第一设备与第二设备可以是相同或不同的设备，本申请对此不做限制。
具体的，上述信息的嵌入方法可以包括以下步骤S901至步骤S903。
步骤S901，获取目标图像。
其中，目标图像为根据图1至8所示的信息的嵌入方法得到的图像。
在本申请的实施方式中，当第二设备与第一设备不是同一设备时，第二设备可以与第一设备建立通信连接，从而获取第一设备向第二设备发送的目标图像。
步骤S902，根据目标图像携带的辅助信息，确定目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量。
在本申请的实施方式中，由于目标图像中携带有辅助信息，因此第二设备可以从目标图像中提取出辅助信息，得到辅助信息的数据量以及目标图像能嵌入的数据总量，将目标图像能嵌入的数据总量减去辅助信息得到辅助信息，可以得到目标图像的目标数据量，进而在目标图像中嵌入目标数据量的私有数据。
其中，第二设备可以根据辅助信息携带的标签总长度的编码数据，确定目标图像能嵌入的数据总量，也可以根据辅助信息中每个像素的编码数据来确定标签总长度，进而确定目标图像能嵌入的数据总量，对此本申请不做限制。
步骤S903，根据数据量，将私有数据嵌入至目标图像中。
在本申请的实施方式中，第二设备可以将私有数据嵌入至目标图像，也可以利用数据加密密钥对私有数据进行加密，得到加密后的私有数据，再将加密后的私有数据嵌入至目标图像中。
具体的，第二设备可以根据目标图像中所有像素能够嵌入私有数据的数据量以及每个像素的目标标签值，将私有数据嵌入至目标图像的剩余可嵌入位置中(即辅助信息以外的位置)。
相应的，在本申请的实施方式中，第三设备(接收者)可以根据嵌入私有数据的目标图像，进行私有数据的回复和原始图像的恢复。其中，第三设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机、上网本等终端设备，第三设备可以和第一设备为相同或不同的设备，也可以和第二设备为相同或不同的设备，本申请对此不做限制。
具体的，第三设备可以从目标图像中提取出辅助信息，根据辅助信息恢复出原始图像内各个像素的目标标签值以及参考像素的像素值，进而逐一预测其他像素的预测值，并根据目标标签值将其他像素的预测值的信息嵌入位进行取反，恢复出其他像素的像素值，从而恢复得到原始图像。当原始图像为经过加密的图像时，还可以基于图像恢复秘钥对目标图像恢复出的加密图像进行解密，得到原始图像。相应的，基于目标标签值和辅助信息，可以确定各个像素上是否嵌入有私有数据，以及嵌入了多少数据量的私有数据，进而可以恢复私有数据，当私有数据为加密过的数据时，第三设备还可以基于数据加密密钥对应的数据提取密钥对加密后的数据进行解密，得到私有数据。
基于同一发明构思，作为对上述应用于第一设备的信息的嵌入方法的实现，本申请实施例提供了一种信息的嵌入装置，该装置实施例与前述方法实施例对应，为便于阅读，本装置实施例不再对前述方法实施例中的细节内容进行逐一赘述，但应当明确，本实施例中的装置能够对应实现前述方法实施例中的全部内容。
图10示出了本申请实施例提供的一种信息的嵌入装置的结构示意图，上述信息的嵌入装置可以配置于第一设备，信息交互装置可以包括：
第一获取模块1001，用于获取原始图像中每个像素的初始标签值，初始标签值表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，原始图像包括多个图像区域。
第一确定模块1002，用于根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值，目标标签值小于或等于对应的图像区域内任意一个像素的初始标签值。
编码模块1003，用于对目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关。
生成模块1004，用于根据每个像素的编码数据和原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像，辅助信息包括编码数据、预设规则、以及每个图像区域内像素的总个数，目标图像用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据，目标数据量为目标图像能够嵌入数据的数据量与辅助信息的数据量之间的差值。
本申请的实施方式中，通过获取原始图像中每个像素的初始标签值，将所有像素的初始标签值转换为目标标签值，再根据目标标签值得到编码数据，进而得到辅助信息，由于每个像素的目标标签值小于或等于对应的初始标签值，且编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关，即目标标签值越小，编码数据的数据位数越少，因此相较于相关技术可以减少辅助信息的数据量，当所有像素能嵌入的数据总量的减少量小于辅助信息的数据量的减少量时，能够提高目标数据量，进而提高私有数据的嵌入量。
在本申请的一些实施方式中，第一获取模块1001还可以用于：获取原始图像中参考像素的像素值，原始图像中包括至少一个参考像素以及参考像素以外的其他像素；以参考像素的像素值为基准，确定每个其他像素的预测值；将参考像素的初始标签值设置为预设标签值，并基于每个其他像素的像素值和对应的预测值，确定每个其他像素的初始标签值。
在本申请的一些实施方式中，第一获取模块1001还可以用于：将每个参考像素的像素值作为对应的参考像素的预测值；基于每个参考像素的预测值，对其他像素的预测值进行预测，得到其他像素的预测值，其中，每个其他像素的预测值和与其相邻的像素的预测值相关。
在本申请的一些实施方式中，第一获取模块1001还可以用于：将原始图像中的目标像素作为参考像素，目标像素的数量为一个。
在本申请的一些实施方式中，第一确定模块1002还可以用于：根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定每个图像区域内的最小标签值；将每个图像区域的最小标签值作为对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值。
在本申请的一些实施方式中，上述信息交互装置还可以包括：第三确定模块1005，用于：对原始图像按照不同的区域划分方式进行划分，得到每种划分方式划分得到的候选区域；分别确定每种区域划分方式划分得到的目标图像内能够嵌入私有数据的总数据量；将总数据量最大的区域划分方式划分得到的候选区域作为图像区域。
在本申请的一些实施方式中，编码模块1003还可以用于：将每个像素的目标标签值转换为预设进制的进制数，得到对应像素的编码数据。
在本申请的一些实施方式中，生成模块1004还可以用于：对原始图像进行加密，得到加密图像；根据编码数据确定辅助信息；将辅助信息嵌入至加密图像中，得到携带有辅助信息的目标图像。
基于同一发明构思，作为对上述应用于第二设备的信息的嵌入方法的实现，本申请实施例提供了一种信息的嵌入装置，该装置实施例与前述方法实施例对应，为便于阅读，本装置实施例不再对前述方法实施例中的细节内容进行逐一赘述，但应当明确，本实施例中的装置能够对应实现前述方法实施例中的全部内容。
图11示出了本申请实施例提供的一种信息的嵌入装置的结构示意图，上述信息的嵌入装置可以配置于第一设备，信息交互装置可以包括：
第二获取模块1101，用于获取目标图像。目标图像为根据图1至8所示的信息的嵌入方法得到的图像。
第二确定模块1102，用于根据目标图像携带的辅助信息，确定目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量。
嵌入模块1103，用于根据数据量，将私有数据嵌入至目标图像中。
需要说明的是，上述装置/模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
如图12所示，为本申请实施例提供的一种终端设备的示意图。该终端设备可以为前述第一设备、第二设备或第三设备。
具体的，该终端设备12可以包括：处理器1201、存储器1202以及存储在所述存储器1202中并可在所述处理器1201上运行的计算机程序1203，例如信息的嵌入程序。所述处理器1201执行所述计算机程序1203时实现上述各个信息的嵌入方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至步骤S104。或者，所述处理器1201执行所述计算机程序1203时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图10所示的第一获取模块1001、第一确定模块1002、编码模块1003、生成模块1004。或者，所述处理器1201执行所述计算机程序1203时实现上述各个信息的嵌入方法实施例中的步骤，例如图9所示的步骤S901至步骤S903。或者，所述处理器1201执行所述计算机程序1203时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图11所示的第二获取模块1101、第二确定模块1102、嵌入模块1103。
所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器1202中，并由所述处理器1201执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器1201、存储器1202。本领域技术人员可以理解，图12仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器1201可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器1202可以是所述终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。所述存储器1202也可以是所述终端设备的外部设备，例如所述终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器1202还可以既包括所述终端设备的内部存储单元也包括外部设备。所述存储器1202用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器1202还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
需要说明的是，为描述的方便和简洁，上述终端设备的结构还可以参考方法实施例中对结构的具体描述，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种信息的嵌入系统，该系统可以包括：第一设备、与第一设备连接的第二设备；第一设备用于获取原始图像中每个像素的初始标签值，根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定对应的图像区域内所有像素共用的目标标签值，对目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，并根据每个像素的编码数据和原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像；其中，初始标签值表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，原始图像包括多个图像区域，目标标签值小于或等于对应的图像区域内任意一个像素的初始标签值，编码数据的数据位数与目标标签值的取值呈正相关，辅助信息包括编码数据、预设规则、以及每个图像区域内像素的总个数，目标图像用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据，目标数据量为目标图像能够嵌入数据的数据量与辅助信息的数据量之间的差值；第二设备用于获取目标图像，根据目标图像携带的辅助信息，确定目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量，并根据数据量，将私有数据嵌入至目标图像中。
一些实施方式中，上述信息的嵌入系统还可以包括第三设备，用于接收嵌入有私有数据的目标图像，并从嵌入有私有数据的目标图像中恢复出私有数据和原始图像。
上述系统中第一设备、第二设备和第三设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述信息的嵌入方法中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时可实现上述信息的嵌入方法中的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对各个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种信息的嵌入方法，其特征在于，应用于第一设备，所述信息的嵌入方法包括：
获取原始图像中每个像素的初始标签值，所述初始标签值表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，所述原始图像包括多个图像区域；
根据每个所述图像区域内像素的初始标签值，确定对应的所述图像区域内所有像素共用的目标标签值，所述目标标签值小于或等于对应的所述图像区域内任意一个像素的所述初始标签值；
对所述目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，所述编码数据的数据位数与所述目标标签值的取值呈正相关；
根据每个像素的所述编码数据和所述原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像，所述辅助信息包括所述编码数据、所述预设规则、以及每个所述图像区域内像素的总个数，所述目标图像用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据，所述目标数据量为所述目标图像能够嵌入数据的数据量与所述辅助信息的数据量之间的差值。
2.如权利要求1所述的信息的嵌入方法，其特征在于，所述获取原始图像中每个像素的初始标签值，包括：
获取所述原始图像中参考像素的像素值，所述原始图像中包括至少一个所述参考像素以及所述参考像素以外的其他像素；
以所述参考像素的像素值为基准，确定每个所述其他像素的预测值；
将所述参考像素的初始标签值设置为预设标签值，并基于每个所述其他像素的像素值和对应的所述预测值，确定每个所述其他像素的初始标签值。
3.如权利要求2所述的信息的嵌入方法，其特征在于，所述以所述参考像素的像素值为基准，根据每个所述其他像素的像素值，确定每个所述其他像素的预测值，包括：
将每个所述参考像素的像素值作为对应的所述参考像素的预测值；
基于每个所述参考像素的预测值，对所述其他像素的预测值进行预测，得到所述其他像素的预测值，其中，每个所述其他像素的预测值和与其相邻的像素的预测值相关。
4.如权利要求2所述的信息的嵌入方法，其特征在于，在所述获取所述原始图像中参考像素的像素值之前，还包括：
将所述原始图像中的目标像素作为参考像素，所述目标像素的数量为一个。
5.如权利要求1所述的信息的嵌入方法，其特征在于，所述根据每个所述图像区域内像素的初始标签值，确定对应的所述图像区域内所有像素共用的目标标签值，包括：
根据每个所述图像区域内像素的初始标签值，确定每个所述图像区域内的最小标签值；
将每个所述图像区域的所述最小标签值作为对应的所述图像区域内所有像素共用的所述目标标签值。
6.如权利要求1所述的信息的嵌入方法，其特征在于，在所述根据每个所述图像区域内像素的初始标签值，确定对应的所述图像区域内所有像素共用的目标标签值之前，还包括：
对所述原始图像按照不同的区域划分方式进行划分，得到每种划分方式划分得到的候选区域；
分别确定每种所述区域划分方式划分得到的目标图像内能够嵌入私有数据的总数据量；
将所述总数据量最大的所述区域划分方式划分得到的候选区域作为所述图像区域。
7.如权利要求1至6任意一项所述的信息的嵌入方法，其特征在于，所述对所述目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，包括：
将每个像素的所述目标标签值转换为预设进制的进制数，得到对应像素的编码数据。
8.如权利要求1至6任意一项所述的信息的嵌入方法，其特征在于，所述根据每个像素的所述编码数据和所述原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像，包括：
对所述原始图像进行加密，得到加密图像；
根据所述编码数据确定辅助信息；
将所述辅助信息嵌入至所述加密图像中，得到携带有所述辅助信息的所述目标图像。
9.一种信息的嵌入方法，其特征在于，应用于第二设备，所述信息的嵌入方法包括：
获取目标图像，所述目标图像为根据权利要求1至8任意一项所述的信息的嵌入方法得到的图像；
根据所述目标图像携带的辅助信息，确定所述目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量；
根据所述数据量，将所述私有数据嵌入至所述目标图像中。
10.一种信息的嵌入装置，其特征在于，配置于第一设备，所述信息的嵌入装置包括：
第一获取模块，用于获取原始图像中每个像素的初始标签值，所述初始标签值表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，所述原始图像包括多个图像区域；
第一确定模块，用于根据每个所述图像区域内像素的初始标签值，确定对应的所述图像区域内所有像素共用的目标标签值，所述目标标签值小于或等于对应的所述图像区域内任意一个像素的所述初始标签值；
编码模块，用于对所述目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，所述编码数据的数据位数与所述目标标签值的取值呈正相关；
生成模块，用于根据每个像素的所述编码数据和所述原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像，所述辅助信息包括所述编码数据、所述预设规则、以及每个所述图像区域内像素的总个数，所述目标图像用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据，所述目标数据量为所述目标图像能够嵌入数据的数据量与所述辅助信息的数据量之间的差值。
11.一种信息的嵌入装置，其特征在于，配置于第二设备，所述信息的嵌入装置包括：
第二获取模块，用于获取目标图像，所述目标图像为根据权利要求1至8任意一项所述的信息的嵌入方法得到的图像；
第二确定模块，用于根据所述目标图像携带的辅助信息，确定所述目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量；
嵌入模块，用于根据所述数据量，将所述私有数据嵌入至所述目标图像中。
12.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述信息的嵌入方法的步骤，或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求9所述信息的嵌入方法的步骤。
13.一种信息的嵌入系统，其特征在于，包括第一设备、与所述第一设备连接的第二设备；
所述第一设备用于获取原始图像中每个像素的初始标签值，根据每个图像区域内像素的初始标签值，确定对应的所述图像区域内所有像素共用的目标标签值，对所述目标标签值按照预设规则进行编码，得到每个像素的编码数据，并根据每个像素的所述编码数据和所述原始图像，生成携带有辅助信息的目标图像；其中，所述初始标签值表征对应像素上能够嵌入数据的数据量，所述原始图像包括多个所述图像区域，所述目标标签值小于或等于对应的所述图像区域内任意一个像素的所述初始标签值，所述编码数据的数据位数与所述目标标签值的取值呈正相关，所述辅助信息包括所述编码数据、所述预设规则、以及每个所述图像区域内像素的总个数，所述目标图像用于在每个像素上嵌入目标数据量的私有数据，所述目标数据量为所述目标图像能够嵌入数据的数据量与所述辅助信息的数据量之间的差值；
所述第二设备用于获取所述目标图像，根据所述目标图像携带的辅助信息，确定所述目标图像中每个像素能够嵌入私有数据的数据量，并根据所述数据量，将所述私有数据嵌入至所述目标图像中。
14.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述信息的嵌入方法的步骤，或者，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9所述信息的嵌入方法的步骤。
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