專利名稱：信息隱匿及復原方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及信息隱匿技術，在提高保密性的同時，可以較好的維持原始數據質量的信息隱匿技術；尤其涉及一種信息隱匿及復原方法及其裝置。
背景技術：
信息隱匿技術，是電子水印技術、隱寫術技術等的總稱，是將秘密數據不引人注意地嵌入原始數據的技術。
信息隱匿方法可以區分為在原始數據的實際空間中嵌入秘密數據的方法(以下簡稱實際空間嵌入法)和在原始數據的頻率空間中嵌入秘密數據的方法(以下簡稱頻率空間嵌入法)。對于嵌入秘密數據后的圖像進行壓縮等處理時，由于可以將秘密數據嵌入相對不容易影響原始圖像的特定頻帶。由此觀點可知，與前者的實際空間嵌入法相比，后者的頻率空間嵌入法有更強的秘密數據隱匿能力。
前者的實際空間嵌入法，必需要在原始圖像的邊緣部分進行操作，將秘密數據嵌入。后者的頻率空間嵌入法則必須將秘密數據嵌入原始圖像的適當頻帶。后者的頻率空間嵌入法通常使用傅立葉變換或DCT(離散余弦變換)。
同時，利用RGB(三原色)彩色圖像的信息隱匿方法也被提出。基于原始圖像的信息量的觀點，利用彩色原始圖像的信息隱匿能力，要比利用非彩色原始圖像的信息隱匿能力強。利用彩色原始圖像的信息隱匿，采用在原始圖像的既有成分中嵌入秘密數據的方法。例如，采用在原始圖像的G成分中嵌入秘密數據的方法。
同時，在最近，從比所述利用傅立葉變換或DCT具有更有效的隱匿性的觀點出發，作為一種有效的方法，如(日本特許廳)特開2003-338921號公報公開的那樣，利用小波變換，將原始圖像在頻率空間進行子頻帶分解，將秘密數據插入到高頻帶域的電子水印插入方法也被提出。這種電子水印插入方法也是頻率空間嵌入方法之一。同時，小波變換本身，雖然不是電子水印，但JPEG2000及MPEG4均采用了這種變換。
小波變換是為了用于分割信號的頻率。這個頻率分割被稱為子頻帶分割。小波變換中用到的函數有Daubechies函數、Haar函數等。關于這些小波變換是如何進行的，在如下出版物中有詳細描述。
“ウエ一ヴレツト ビギナ一ズガイド”(榊原 著、東京電機大學出版局) (小波入門手冊，榊原 著、東京電機大學出版局)“ウエ一ブレツト畫像解析”(新島 著、科學技術出版) (小波圖像解析，新島著、科學技術出版)“ウエ一ブレツト解析の基礎理論”(新井 著、森北出版) (小波解析的基礎理論，新井 著、森北出版)“ウエ一ブレツト解析による地球観測衛星デ一タの利用方法”(新井/L.Jameson 著、森北出版)(基于小波解析地球觀測衛星數據的利用方法，新井/L.Jameson 著、森北出版)“ウエ一ブレツトによる信號処理と畫像処理”(中野/山本/吉田著、共立出版)(基于小波的信號處理和圖像處理，中野/山本/吉田著、共立出版)“ウエ一ブレツト解析とフイルタバンク”(G.ストラング/T.グエン、培風館)(小波解析與濾波器組合，G.ストラング/T.グエン、培風館)同時，小波變換在數字圖像處理的技術領域也是廣為人知的技術。再者，基于傅立葉變換的定義，傅立葉變換只能對觀測信號進行sin函數/cos函數演算，而小波變換可以用sin函數/cos函數以外的函數演算，對第三者來說，要想解析出所使用的是什么樣的基底函數(核心函數)很困難的，小波變換是一種隱秘性高的變換。在此，只要變換是可逆的，無論是傅立葉變換還是小波變換都是可以的。在小波變換的種類中，存在可逆的小波變換。
以下具體說明所用小波變換的方法。
針對二維信號進行小波分解可生成4個成分，1個低頻成分(LL1成分)和3個高頻成分(LH1成分、HL1成分、HH1成分)。然后，對LL1成分進行小波分解又生成4個成分(LL2成分、LH2成分、HL2成分、HH2成分)。
圖1為小波多重分辨率解析的概念圖，以實行3次小波分解為例。采用可逆的小波變換，并且小波分解后的4個成分存在時，可以以零誤差復原二維信號。進行信息隱匿時，對有多個頻帶的原始圖像的某一頻帶進行小波分解，將秘密數據嵌入小波分解后的高頻成分，然后，由小波逆變換重新構成用于信息傳遞的圖像。秘密數據可以嵌入HL1成分、HH1成分、HH2成分等成分。由于可以變更秘密數據所嵌入的成分，基于多重分辨率解析的信息隱匿能夠保護秘密數據的信息。但是，秘密數據的數據量大時，將使構成的用于信息傳遞的數據相對于原始數據表現出較大的劣化，有可能無法滿足不讓第三者意識到有隱匿秘密數據的要求。如上述技術背景所構成的，與實際空間嵌入法相比頻率空間嵌入法較為有效，進一步在頻率空間嵌入法中用小波變換的方法則更為有效。但是，在秘密數據量大時，即使用小波變換的方法也會使在嵌入后的原始圖像表示中表現出較大的噪音，從而出現了無法滿足不讓第三者意識到有秘密數據嵌入要求的問題。同時，如果第三者發現了所使用的小波變換的基底函數時，就有可能從嵌入后的原始圖像中將秘密數據獲取，從而產生無法確保可靠的隱匿性的問題。
發明內容
本發明為了解決上述技術問題，提供一種信息隱匿及復原方法及裝置，利用小波變換的信息隱匿方法，在提高隱匿性的同時，即使秘密數據的數據量大時，嵌入秘密數據后的原始圖像所表現出的畫質可以盡可能接近嵌入前的原始圖像所表現出的畫質。
為了實現本發明的發明目的，本發明公開了一種信息隱匿方法，用于將秘密數據嵌入有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據中，包括如下步驟(11)作為預處理，對有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據進行正則變換；(12)將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；(13)在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；(14)再將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；(15)將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個變量數據。
所述步驟(1)中，只對所述有多個變量原始數據中的部分變量進行預處理。
本發明還公開了一種信息隱匿方法，用于將秘密數據嵌入有多個頻帶的原始數據中，包括如下步驟(31)作為預處理，對有多個頻帶的原始數據進行正則變換；(32)將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；(33)在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；(34)將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；(35)將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個頻帶數據。
所述多個頻帶的原始數據為二維靜態圖像、二維動態圖像、三維靜態圖像以及三維動態圖像。
所述步驟(1)中，只對所述多個頻帶原始數據中的部分頻帶進行預處理。
所述步驟(1)中還包括如下步驟，導出多頻帶原始圖像進行正則矩陣變換的變換系數，由導出的變換系數將多頻帶原始圖像分割成各個成分。
本發明還公開了一種信息隱匿裝置，用于將秘密數據嵌入有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據中，所述裝置包括預處理模塊，用于對有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據進行正則變換；小波變換模塊，用于將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；隱匿模塊，用于在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；小波逆變換模塊，用于將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；正則矩陣逆變換模塊，用于將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個變量數據。
本發明還公開了一種信息隱匿裝置，用于將秘密數據嵌入有多個頻帶的原始數據中，所述裝置包括預處理模塊，用于對有多個頻帶的原始數據進行正則變換；小波變換模塊，用于將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；
隱匿模塊，用于在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；小波逆變換模塊，用于將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；正則矩陣逆變換模塊，用于將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個頻帶數據。
本發明還公開了一種信息復原方法，用于嵌入在多個變量的原始數據中的秘密數據復原，包括如下步驟(91)取得秘密數據在隱匿前對多變量原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；(92)用所述系數進行正則矩陣的變換；(93)取得隱匿有秘密數據的多變量數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；(94)從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
本發明還公開了一種信息復原方法，用于將嵌入在多個頻帶原始數據中的秘密數據復原，包括如下步驟(101)取得秘密數據在隱匿前對多頻帶原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；(102)用所述系數進行正則矩陣的變換；(103)取得隱匿有秘密數據的多頻帶數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；(104)從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
本發明還公開了一種信息復原裝置，用于將嵌入在多個變量的原始數據中的秘密數據復原，所述裝置包括系數保存模塊，用于取得秘密數據在隱匿前對多變量原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；變換模塊，用所述系數進行正則矩陣的變換；小波分解模塊，用于取得隱匿有秘密數據的多變量數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；復原模塊，用于從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
本發明還公開了一種信息復原裝置，用于將嵌入在多個頻帶原始數據中的秘密數據復原，所述裝置包括系數保存模塊，用于取得秘密數據在隱匿前對多頻帶原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；變換模塊，用這個系數進行正則矩陣的變換；小波分解模塊，用于取得隱匿有秘密數據的多頻帶數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；復原模塊，用于從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
本發明的技術效果在于，提供在隱秘性提高的同時，即使數據量大的秘密數據，也能在嵌入后原始數據的質量表現上與嵌入前原始數據的質量表現上較為接近的信息隱匿。
圖1為小波多重分解解析概念圖；圖2為信息隱匿方法的概略流程圖；圖3為信息隱匿方法中秘密數據復原的概略流程圖；圖4為原始數據；圖5為秘密數據；圖6為用于信息傳遞的數據；圖7為秘密數據的復原結果。
具體實施例方式
有關本發明的信息隱匿方法，作為預處理要對有多個頻帶的原始數據進行正則矩陣化的變換，將預處理后的各成分數據中至少1個成分進行可逆的小波變換，將秘密數據嵌入可逆小波變換后的高頻成分，再將該秘密數據嵌入后的成分數據進行逆變換，由于是基于正則矩陣的逆變換而生成的用于信息傳遞的多頻帶數據，原始數據被分割為各成分數據，可以選擇秘密數據嵌入的成分數據，從第三者的角度看，無法知道秘密數據嵌入在哪一個成分數據中，能夠在提高隱匿性的同時，將秘密數據嵌入適當的成分數據中，可以維持與原始圖像可比的畫質。在此，除非是明確指出，否則，多頻帶原始數據包括單一頻帶原始數據在內。原始數據不僅限于256灰度等級x頻帶數，也不限于整數值的數據。秘密數據包括可以變成為比特(bit)排列的所有內容，不僅限于二維單頻帶靜止圖像。同時，秘密數據變換為比特排列后，可以按順序將更換后的數據嵌入原始數據，也就是說，不僅限于按照秘密數據的比特排列的順序嵌入原始數據，而可以采用各種掃描方式來實現。更可喜的是擁有秘密數據的比特排列變換后，進行順序更換操作的單元、存儲該單元操作內容的單元以及防止這些單元被第三者攻擊防衛單元。
同時，有關本發明的信息隱匿方法，在必要時所述的多頻帶原始數據可以是二維靜態圖像、二維動態圖像、三維靜態圖像以及三維動態圖像。這樣在本發明中，原始數據是二維靜態圖像、二維動態圖像、三維靜態圖像以及三維動態圖像時，可以對現在主要流通的并且應該進行著作權保護的媒體實施信息隱匿，有較大的適用范圍。再者，原始數據是二維靜態圖像、二維動態圖像、三維靜態圖像以及三維動態圖像時，這些原始數據也可以包含有聲音數據和/或文獻數據。同時，原始數據是聲音數據和/或文獻數據時，本發明也適用。作為適用可能的范圍，原始數據只要是那種只在很小的范圍內集中了有意義的要素的數據即可。也就是說，圖像為由像素而成的要素、聲音則為由在指定時間內的音而構成的要素等。換言之，所有自然攝取的(非人工做成的圖像、聲音等)，有較好的壓縮率的數據都可以認為是有效果，可以適用的。
本發明的信息隱匿方法，是對有多個頻帶原始圖像數據進行正則變換預處理，對正則變換后的各成分圖像中的至少一個成分進行可逆的小波變換，然后將所述的秘密數據嵌入小波變換后的高頻成分中，再將該秘密數據嵌入后的成分圖像進行小波逆變換，再經過正則矩陣的逆變換，生成用于信息傳遞的多頻帶圖像。同時，關于本發明的信息隱匿方法，在必要時，可以只對如前所述多頻帶原始數據，如多頻帶原始圖像數據的一部分頻帶進行預處理。如此，在本發明中，由于只對如前所述多頻帶原始數據的多頻帶原始圖像數據的一部分頻帶進行預處理，然后，進行小波變換，嵌入秘密數據，然后重新構成多頻帶原始圖像，這時，要判別在哪個成分進行了上述各種處理是很困難的，從而達到了隱匿性的明顯提高。
有關本發明的復原方法，針對依據所述信息隱匿方法而生成的用于信息傳遞的多頻帶數據，如信息傳遞用多頻帶圖像，使用所述預處理時使用的參數，進行正則矩陣化的變換，小波變換，根據秘密數據嵌入時所使用的方式提取出復原的數據。
關于本發明的信息隱匿系統，是由可以實施所述信息隱匿方法的裝置及可以實施所述復原方法的裝置而構成。
本發明還公開了一種信息隱匿裝置，用于將秘密數據嵌入有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據中，所述裝置包括預處理模塊，用于對有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據進行正則變換；小波變換模塊，用于將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；隱匿模塊，用于在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；小波逆變換模塊，用于將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；正則矩陣逆變換模塊，用于將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個變量數據。
本發明還公開了一種信息隱匿裝置，用于將秘密數據嵌入有多個頻帶的原始數據中，所述裝置包括預處理模塊，用于對有多個頻帶的原始數據進行正則變換；小波變換模塊，用于將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；隱匿模塊，用于在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；小波逆變換模塊，用于將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；正則矩陣逆變換模塊，用于將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個頻帶數據。
本發明還公開了一種信息復原方法，用于嵌入在多個變量的原始數據中的秘密數據復原，包括如下步驟(91)取得秘密數據在隱匿前對多變量原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；(92)用所述系數進行正則矩陣的變換；(93)取得隱匿有秘密數據的多變量數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；(94)從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
本發明還公開了一種信息復原方法，用于將嵌入在多個頻帶原始數據中的秘密數據復原，包括如下步驟(101)取得秘密數據在隱匿前對多頻帶原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；(102)用所述系數進行正則矩陣的變換；(103)取得隱匿有秘密數據的多頻帶數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；(104)從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
本發明還公開了一種信息復原裝置，用于將嵌入在多個變量的原始數據中的秘密數據復原，所述裝置包括系數保存模塊，用于取得秘密數據在隱匿前對多變量原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；變換模塊，用所述系數進行正則矩陣的變換；小波分解模塊，用于取得隱匿有秘密數據的多變量數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；復原模塊，用于從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
本發明還公開了一種信息復原裝置，用于將嵌入在多個頻帶原始數據中的秘密數據復原，所述裝置包括系數保存模塊，用于取得秘密數據在隱匿前對多頻帶原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；變換模塊，用這個系數進行正則矩陣的變換；
小波分解模塊，用于取得隱匿有秘密數據的多頻帶數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；復原模塊，用于從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
最佳實施方式第1實施方式關于本發明的第1實施方式中，信息隱匿方法和復原方法按圖2和圖3說明。
圖2是有關本實施方式中信息隱匿方法的概要流程圖，圖3所表示的是有關本實施方式中信息隱匿方法的秘密數據復原的概要流程圖。
在圖2中關于本實施方式的信息隱匿方法是由以下各個步驟而構成步驟21，導出多頻帶原始圖像進行正則矩陣變換的變換系數；步驟22，將導出的變換系數安全地保存；步驟23，由導出的變換系數將多頻帶原始圖像分割成各個成分；步驟24，對成分圖像進行小波變換；步驟25，將秘密數據嵌入小波變換后的高頻成分；步驟26，嵌入后進行小波逆變換；步驟27，由導出的變換函數的逆函數將各成分圖像進行正則矩陣的逆變換。
經過上述步驟，即可生成用于信息傳遞的多頻帶圖像。
信息隱匿的一般步驟是，第1步，對多頻帶原始圖像的某頻帶圖像進行小波分解，第2步，將秘密數據嵌入小波分解后的高頻成分，第3步，由小波逆變換重新構成用于信息傳遞的圖像。在此重要的是，第1步中“對多頻帶原始圖像的某頻帶圖像”這一點。其技術背景是，不使用多頻帶原始圖像的特定成分以外的成分，將秘密數據進行隱匿。本發明的實施方式是，作為預處理，使用正則矩陣的變換將秘密數據隱匿在某成分圖像中。同時，本發明不僅適用于三頻帶原始圖像，也能適用于多頻帶原始圖像，甚至也能適用于單頻帶原始圖像。但在用于單頻帶原始圖像時，單頻帶原始圖像本身就成為成分圖像。由此可知，與只能適用于YUV變換等三頻帶原始圖像的變換相比，利用正則矩陣變換能夠自如地對應于多頻帶原始圖像。
所述的進行正則矩陣變換的變換系數是從多頻帶原始圖像中求出，對于不知道原始數據的第三者，這個變換系數是未知的。
安全地保存進行正則矩陣變換的變換系數是指，從多頻帶原始圖像中導出的，進行正則矩陣變換的變換系數，不被第三者獲知而保存一事。為了進行正則矩陣變換的變換系數如果被第三者獲知，利用這個變換系數可以很容易地對用于信息傳遞的多頻帶圖像進行正則矩陣的變換，甚至可以進行小波變換將秘密數據提取出來。
適用于本發明的變換條件是，只要有一種可逆的小波變換存在就可以滿足。
上文說明了如何隱匿秘密數據，接下來說明從嵌入了秘密數據的用于信息傳遞的多頻帶圖像中將秘密數據復原的方法。技術背景是，只要將隱匿了秘密數據的多頻帶圖像的特定成分進行小波分解就可以實現。在有關本實施方式中，針對信息隱匿的復原如在圖3中所示，步驟91，取得秘密數據在隱匿前對多頻帶原始圖像進行正則矩陣變換時所使用的系數(也稱為參數)；步驟92，用這個系數進行正則矩陣的變換；步驟93，針對隱匿有秘密數據的用于信息傳遞的多頻帶圖像取得其成分圖像，對該成分圖像進行小波分解；步驟94，從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
關于本實施方式的信息隱匿，只要知道秘密數據隱匿前的對多頻帶原始圖像進行正則矩陣變換時所用系數就可以復原。即，由于秘密數據隱匿前的多頻帶圖像的不同，為了進行正則矩陣變換所用的系數也不同。因為YUV變換的系數廣為人知，就存在被第三者獲取秘密數據的可能性。同時，從技術背景上說，因為秘密數據只隱匿在多頻原始圖像的特定成分中，所以只要對這個特定成分進行小波分解，第三者就有可能獲取秘密數據。也就是說，只要對各頻帶圖像進行小波分解，第三者就有可能獲取秘密數據。
關于復原的方法，信息隱匿時使用的小波變換的變換系數(小波逆變換的變換系數也同樣)和為了將多頻帶原始圖像進行正則矩陣變換的變換系數以及其逆變換系數都是極為重要的，所以有必要對此實行管理，確保沒有復原秘密數據權限者，不能復原秘密數據。
如果像本實施方式這樣的信息隱匿方法，導出為了進行正則矩陣變換的變換系數，將這個為了進行正則矩陣變換的變換系數進行安全的保存，由導出的變換系數對多頻帶原始圖像進行正則矩陣變換，對正則矩陣變換后的成分圖像進行小波變換，將秘密數據嵌入小波變換后的高頻成分中，嵌入后進行小波逆變換，利用為了進行正則矩陣變換的變換系數的逆變換系數與其它各個成分一起進行正則矩陣的逆變換，從而生成用于信息傳遞的多頻帶圖像。此時，如果無法得知為了進行正則矩陣變換的變換系數和其逆變換系數以及多頻帶原始圖像的情況下，復原秘密數據是很困難的。在提高了隱秘性的同時，由于只對某些成分圖像進行秘密數據的隱匿，用于信息傳遞的多頻帶圖像相對于多頻帶原始圖像的圖像劣化現象得到了抑制。
其他實施方式在上述的第1實施方式中，作為隱匿對象的是多頻帶原始圖像，即，作為多頻帶的圖像，動態圖像也能夠成為隱匿秘密數據的對象。同時，作為秘密數據也不止是圖像數據，其它形式的數據也可以嵌入。一般的數據都可作為秘密數據。有多種在動態圖像中嵌入秘密數據的方法，如直接隱匿在圖像中的方法，將秘密數據隱匿在特定的幀畫面中的方法等等。只要對各自的畫面按照所述的第1實施方式，就可以直接適用動態圖像的信息隱匿。再者，在動態圖像數據中，不僅限于[時間軸方向的正向連續]數據(三維動態圖像也同樣)。將秘密數據嵌入改變了順序的幀畫面中，會使第三者解析秘密數據變得更困難。
同時，雖然所述的第1實施方式是用靜止原始圖像進行隱匿，但是對動態原始圖像也適用。同樣，三維靜止圖像也適用。
同時，雖然所述的第1實施方式是只將一種的成分圖像進行小波變換，在高頻成分中嵌入秘密數據，但是也可以對復數種類的成分進行小波變換，將秘密數據嵌入其高頻成分。更進一步的是，不僅可以把秘密數據嵌入一種的成分圖像，還可以把秘密數據分割，把秘密數據嵌入在復數的各成分圖像中。
同時，雖然3頻帶原始圖像中用3頻帶進行基于正則矩陣的變換，但是可以在m頻帶原始圖像中用n頻帶進行正則矩陣的變換來實行隱匿。即，由于存在mCn那樣的隱匿的組合，與目前的其它方法相比，本方法在對秘密數據的信息保護能力上更強。第三者要得到在m頻帶原始圖像中使用了什么頻帶進行隱匿的信息是很困難的。
實施例使用的數據是，圖4為原始數據，圖5為秘密數據。即，將圖5的數據隱匿在圖4的數據中。
作為1個例子，正則矩陣使用C＝0.589888 0.592057 0.549090-0.578702 -0.164270 0.798824-0.563148 0.788976 -0.245724利用可逆變換系數矩陣C生成用于信息傳遞的數據，結果如圖6所示。
然后，針對圖6的用于信息傳遞的數據，利用可逆變換系數矩陣C將秘密數據復原的結果如圖7所示。
由圖5和圖7可以看出利用可逆變換系數矩陣C將秘密數據復原的結果與秘密數據具有零誤差的一致性。
本方法只有知道可逆變換系數矩陣的當事者才能將秘密數據復原。也就是說，有必要保護該可逆變換系數不為第三者所知。
本發明中的數據僅僅以圖像為例進行了說明，事實上，原始數據還可以為其他變量，如音頻數據，文本數據等等，所以多頻帶的原始數據及多變量的原始數據都適合本發明。
權利要求
1.一種信息隱匿方法，用于將秘密數據嵌入有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據中，其特征在于，包括如下步驟(11)作為預處理，對有多個變量的原始數據進行正則變換；(12)將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；(13)在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；(14)再將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；(15)將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個變量數據。
2.如權利要求1所述的信息隱匿方法，其特征在于，所述步驟(1)中，只對所述有多個變量原始數據中的部分變量進行預處理。
3.一種信息隱匿方法，用于將秘密數據嵌入有多個頻帶的原始數據中，其特征在于，包括如下步驟(31)作為預處理，對有多個頻帶的原始數據進行正則變換；(32)將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；(33)在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；(34)將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；(35)將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個頻帶數據。
4.如權利要求3所述的信息隱匿方法，其特征在于，所述多個頻帶的原始數據為二維靜態圖像、二維動態圖像、三維靜態圖像以及三維動態圖像。
5.如權利要求3所述的信息隱匿方法，其特征在于，所述步驟(1)中，只對所述多個頻帶原始數據中的部分頻帶進行預處理。
6.如權利要求3所述的信息隱匿方法，其特征在于，所述步驟(1)中還包括如下步驟，導出多頻帶原始圖像進行正則矩陣變換的變換系數，由導出的變換系數將多頻帶原始圖像分割成各個成分。
7.一種信息隱匿裝置，用于將秘密數據嵌入有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據中，其特征在于，所述裝置包括預處理模塊，用于對有多個變量的原始數據或多個頻帶的原始數據進行正則變換；小波變換模塊，用于將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；隱匿模塊，用于在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；小波逆變換模塊，用于將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；正則矩陣逆變換模塊，用于將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個變量數據。
8.一種信息隱匿裝置，用于將秘密數據嵌入有多個頻帶的原始數據中，其特征在于，所述裝置包括預處理模塊，用于對有多個頻帶的原始數據進行正則變換；小波變換模塊，用于將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；隱匿模塊，用于在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；小波逆變換模塊，用于將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；正則矩陣逆變換模塊，用于將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個頻帶數據。
9.一種信息復原方法，用于嵌入在多個變量的原始數據中的秘密數據復原，其特征在于，包括如下步驟(91)取得秘密數據在隱匿前對多變量原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；(92)用所述系數進行正則矩陣的變換；(93)取得隱匿有秘密數據的多變量數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；(94)從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
10.一種信息復原方法，用于將嵌入在多個頻帶原始數據中的秘密數據復原，其特征在于，包括如下步驟(101)取得秘密數據在隱匿前對多頻帶原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；(102)用所述系數進行正則矩陣的變換；(103)取得隱匿有秘密數據的多頻帶數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；(104)從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
11.一種信息復原裝置，用于將嵌入在多個變量的原始數據中的秘密數據復原，其特征在于，所述裝置包括系數保存模塊，用于取得秘密數據在隱匿前對多變量原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；變換模塊，用所述系數進行正則矩陣的變換；小波分解模塊，用于取得隱匿有秘密數據的多變量數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；復原模塊，用于從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
12.一種信息復原裝置，用于將嵌入在多個頻帶原始數據中的秘密數據復原，其特征在于，所述裝置包括系數保存模塊，用于取得秘密數據在隱匿前對多頻帶原始數據進行正則矩陣變換時所使用的系數；變換模塊，用這個系數進行正則矩陣的變換；小波分解模塊，用于取得隱匿有秘密數據的多頻帶數據的成分數據，對該成分數據進行小波分解；復原模塊，用于從高頻成分中將秘密數據取出，從而實現秘密數據的復原。
全文摘要
本發明涉及一種信息隱匿方法，用于將秘密數據嵌入有多個頻帶的原始數據中，包括如下步驟作為預處理，對有多個頻帶的原始數據進行正則變換；將預處理后的各成分中至少一個成分的數據進行可逆小波變換；在可逆小波變換后的高頻成分中，將所述秘密數據嵌入；將該秘密數據嵌入后的成分數據進行小波逆變換；將正則矩陣進行逆變換，從而生成用于信息傳遞的多個頻帶數據。由于原始數據被分割為成分數據，嵌入秘密數據的成分數據可以選擇，而從第三者來看，無法知道秘密數據被嵌入到哪個成分數據中，因而能夠達到在提高隱秘性的同時，將秘密數據嵌入在適當的成分數據中，而且其圖像質量接近原始數據的其圖像質量。本發明還涉及信息復原方法及裝置。
文檔編號G06T1/00GK1917558SQ20051008626
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月19日 優先權日2005年8月19日
發明者松谷信二郎, 陳子庭 申請人:北京中視斯朗電子水印技術有限公司