CN116760997A - 一种图像数据二维码隐藏传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种图像数据二维码隐藏传输方法，可对图像数据进行信息的隐藏传输融合，不改变图像数据。该方法把压缩的数据以及二维码数据都隐藏融合在图像中，保证了有噪声干扰情况下，两幅图像的融合质量。该方法把压缩和信息隐藏以及二维码结合起来使用，发挥了各自的作用，具有信息保密传输、容错传输的特点，外人无法知道另外一幅图像的信息，使得本方法对两幅图像融合的同时，原图像的质量解得到恢复，克服了传统融合方式无法恢复融合前高质量图像的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据传输的方法，特别涉及一种图像数据二维码隐藏传输方法，属于通信(如数据通信技术等)领域。
背景技术
随着科技的发展，人们对高分辨率图像的需求越来越大，数据量越来越大，数据压缩势在必行。加密域信息隐藏所用的源图像预处理对系统隐藏容量等性能有很大影响。
多源信息融合是对多源信息进行合理使用和处理，从而可以综合利用信息的理论和方法。这些理论和方法要解决的关键问题，就是对具有相似或不同特征模式的多源信息进行处理，以获得及时、准确和集成的融合信息。传统信息融合没有考虑信息隐藏融合，融合效果有待增强。
目前图像数据压缩方法有许多，代表性的有JPEG2000。许多算法与图像本身特性(或复杂程度)有关，不是什么情况下都有好结果。同样的压缩算法对不同的图像压缩性能差异很大。数据压缩和信息融合可以结合使用。
数据融合也有许多方法，但我们基于信息隐藏的融合方法与常规方法不同。
二维码技术于20世纪90年代二维码技术诞生于日本。1994年，日本汽车部件零售业巨头日本电装公司(Nippon Denso)开发了QRCode(二维码条码)并在不久后面向社会公开发布，二维条码简称二维码，该公司尽管持有二维条码的专利权，但明确宣布这项专利是免费开放使用的，因此二维码技术使用的机会得到了广泛拓展。
QR Code是用某种特定的图形按规律在二维平面上分布的、一般为黑白相间的、记录数据信息的图案，巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用较多个与二进制相对应的图形进行组合以表达文字、数值等信息，通过图像输入设备或相关扫描设备的识别读取以实现二维码信息的自动处理：二维码可储存近千个字符的数据，而条码的最大储存容量一般只有30个字符，二维码是黑白交错的正方形图案，左上、左下、右上三个角的位置有三个正方形的定位点。二维码技术具有校验的功能，还有对不同行信息自动识别的功能，甚至可以对图形旋转变化点进行有效处理。
使用解码软件扫描时，即使位置出现偏差，只要定位点准确扫描，也可以实现精准定位，正确读取二维码，二维码留有最多的冗余代码，具有容错能力，并且二维码的容错率与二维码的面积大小成正比。设备都可以对二维码进行复原并获取到二维码的内容。因为在二维码不同的类型中，只有QR码是对汉字的编码完美兼容与匹配的，所以其在国内的应用尤为广泛。
主要技术内容：基于图像处理、数据压缩、信息隐藏技术。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，利用数据预处理和二维码信息编码特点，进行隐藏传输，实现了一幅图像A1在另外一种图像A2中的保密、鲁棒融合，具有抗干扰抗噪声能力，同时还具有一定的抗几何失真能力。
本发明的技术方案是：一种图像数据二维码隐藏传输方法，包括：
对大小为M*N的图像A1进行压缩，形成数据U1，M、N为正整数；
将数据U1生成二维码V1，大小为m*n，且小于M*N；
把图像A2进行压缩，形成数据U2；
把二维码V1隐融合到图像A2中指定位置；把数据U2也隐藏融合到图像A2中的其他位置，得到融合图像A；
传输或存储融合图像A；
对融合图像A解隐藏，得到数据U2以及二维码V1；
对数据U2解压缩处理得到图像A2的恢复图像1，把融合图像A作为图像A2的恢复图像2，选择恢复图像1和恢复图像2中视觉质量高者为A2的恢复图像；
对二维码V1逆处理得到U1，再对U1解压缩得到图像A1的恢复图像。
对图像A1进行压缩时，保证图像A1压缩后的数据生成的二维码数据量m*n，小于M*N，即压缩比等于8倍以上整数。
对图像A2进行压缩时，保证图像A2压缩后的数据量小于M*N，即压缩比等于8倍以上整数。
将数据U1生成二维码V1的方法为QR标准方法。
把二维码V1隐融合到图像A2中指定位置，包括：基于信息隐藏方法把二维码V1比特隐藏到图像A2中与二维码对应的位置，具体位置位于图像A2的一个比特平面上。
所述位于图像A2的一个比特平面上，包括第1位平面或第2位平面或第3位平面。
所述把数据U2也隐藏融合到图像A2中的其他位置，包括：基于信息隐藏方法把数据U2的比特隐藏到图像A2中与数据U2对应长度的位置，具体位于图像A2的一个比特平面上。
所述位于图像A2的一个比特平面上，包括第4位平面或第5位平面或第6位平面。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
本发明与目前背景技术相比有下面几点实质性不同及进步：
(1)该方法把待融合的两幅图像中的一幅A1进行压缩、二维码处理后的数据融合到另一幅图像A2中，从而兼顾了图像的压缩与信息隐藏性能，利用二维码的强纠错性能保证了干扰噪声环境下图像A1的恢复能力。
(2)该方法把图像A2经过压缩的数据也隐藏融合在图像A2的较高比特平面，利用高位的容错性强特点，保证了有噪声干扰情况下隐藏在高位的融合图像不容易受到损失。或者说即使受到损失也能提取恢复图像A2，保证了干扰噪声环境下图像A2的恢复能力。
(3)该方法把压缩方法和信息隐藏方法以及二维码结合起来使用，发挥了各自的作用，把一幅图像隐藏在另外一幅图像中，外人无法知道另外一幅图像的信息，起到了信息加密的作用，使得本方法对不同图像的适应性得到提高。
(4)该方法为卫星数据压缩技术的实际应用开辟了新的技术途径，事先进行压缩处理和二维码处理，基于信息隐藏，就能把两幅图像融合成一幅图像进行传输与恢复，降低了数据量，增强了保密性，取得了非常规的效果。
(5)该方法由于采用了二维码，使得信息隐藏具有抗干扰抗噪声、抗几何失真、具有一定的平移不变性、旋转不变性。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
图2为恢复图像1(左)和恢复图像2(右)。
图3为数据U1示意图。
图4为数据V1示意图。
图5为融合后图像A。
图6为图像2恢复图像。
图7为图像A1恢复图像。
具体实施方式
如图1-7所示，为了验证本文提出的算法的性能，仿真实验中采用了大小为512×512的8比特灰度图像A1，A2，A3为512×512比特图像，用本发明方法进行信息融合搭载传输与恢复。
一种图像数据二维码隐藏传输方法，步骤如下：
(1)对大小为M*N的图像A1进行压缩，形成数据U1，M、N为正整数；
(2)将数据U1生成二维码V1，大小为m*n，且小于M*N；
(3)把图像A2进行压缩，形成数据U2；
(4)把二维码V1隐融合到图像A2中指定位置；把数据U2也隐藏融合到图像A2中的其他位置，得到融合图像A，
(5)传输或存储融合图像A；
(6)对融合图像A解隐藏，得到数据U2以及二维码V1；
(7)对数据U2解压缩处理得到图像A2的恢复图像1，把A图像作为图像A2的恢复图像2，选择图像A2的恢复图像1和图像A2的恢复图像2的视觉质量较高者为A2的恢复图像；
(8)对二维码V1逆处理得到U1，再对U1解压缩得到图像A1的恢复图像。
所述压缩过程如下：
采用标准数据压缩方法或其他数据压缩方法，保证图像A1压缩后的数据生成的二维码数据量m*n，小于M*N，即压缩比等于8倍以上整数，典型值取64。保证图像A2压缩后的数据量小于M*N，即压缩比等于8倍以上整数，典型值取8。
将数据U1生成二维码V1的方法为QR标准方法，选择不同的纠错方式；
二维码V1隐融合到图像A2中指定位置是指基于信息隐藏方法把二维码V1比特隐藏到图像A2中与二维码对应的位置，可以位于图像A2的一个比特平面上，如第1位平面，如第2位平面，第3位平面，甚至更高的位平面；
数据U2也隐藏融合到图像A2中的其他位置是指基于信息隐藏方法把数据U2的比特隐藏到图像A2中与数据U2对应长度的位置，可以位于图像A2的一个比特平面上，与二维码的比特平面不同，一般该比特平面高于二维码所在的比特平面，如第4位平面，第5位平面，甚至更高的位平面。
本发明提供了一种图像数据二维码隐藏传输方法，通过创新，解决了两幅融合传输以及兼顾鲁棒性的问题，具有易于软硬件实现的特点，在卫星图像融合压缩传输系统中具有实用价值，在其它任何多源图像融合传输场合都能发挥作用。本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (8)
1.一种图像数据二维码隐藏传输方法，其特征在于，包括：
对大小为M*N的图像A1进行压缩，形成数据U1，M、N为正整数；
将数据U1生成二维码V1，大小为m*n，且小于M*N；
把图像A2进行压缩，形成数据U2；
把二维码V1隐融合到图像A2中指定位置；把数据U2也隐藏融合到图像A2中的其他位置，得到融合图像A；
传输或存储融合图像A；
对融合图像A解隐藏，得到数据U2以及二维码V1；
对数据U2解压缩处理得到图像A2的恢复图像1，把融合图像A作为图像A2的恢复图像2，选择恢复图像1和恢复图像2中视觉质量高者为A2的恢复图像；
对二维码V1逆处理得到U1，再对U1解压缩得到图像A1的恢复图像。
2.根据权利要求1所述的一种图像数据二维码隐藏传输方法，其特征在于，对图像A1进行压缩时，保证图像A1压缩后的数据生成的二维码数据量m*n，小于M*N，即压缩比等于8倍以上整数。
3.根据权利要求1所述的一种图像数据二维码隐藏传输方法，其特征在于：对图像A2进行压缩时，保证图像A2压缩后的数据量小于M*N，即压缩比等于8倍以上整数。
4.根据权利要求1所述的一种图像数据二维码隐藏传输方法，其特征在于：将数据U1生成二维码V1的方法为QR标准方法。
5.根据权利要求1所述的一种图像数据二维码隐藏传输方法，其特征在于：把二维码V1隐融合到图像A2中指定位置，包括：基于信息隐藏方法把二维码V1比特隐藏到图像A2中与二维码对应的位置，具体位置位于图像A2的一个比特平面上。
6.根据权利要求5所述的一种图像数据二维码隐藏传输方法，其特征在于：所述位于图像A2的一个比特平面上，包括第1位平面或第2位平面或第3位平面。
7.根据权利要求6所述的一种图像数据二维码隐藏传输方法，其特征在于：所述把数据U2也隐藏融合到图像A2中的其他位置，包括：基于信息隐藏方法把数据U2的比特隐藏到图像A2中与数据U2对应长度的位置，具体位于图像A2的一个比特平面上。
8.根据权利要求7所述的一种图像数据二维码隐藏传输方法，其特征在于：所述位于图像A2的一个比特平面上，包括第4位平面或第5位平面或第6位平面。
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