專利名稱：基于小波變換的濕紙密寫方法
基于小波變換的濕紙密寫方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種基于小波變換的濕紙密寫方法。
背景技術(shù)：
密寫是信息隱藏的一個分支，密寫算法的工作域一般在空域或頻域，空域內(nèi)的密寫方法往往具有很高的隱蔽性，但在魯棒性方面的性能稍差，在面對主動攻擊(如對圖像的剪切、壓縮等處理)時可能會造成秘密信息的丟失。頻域內(nèi)的密寫方法在魯棒性方面有很好的性能，缺點是對載體的破壞比較大，很多時候必須犧牲密寫率以提高隱蔽性。近幾年來，小波變換由于非常適宜模擬人眼視覺系統(tǒng)(human visual system,HVS),越來越多地被科研人員應用到密寫領(lǐng)域中。濕紙密寫最早在2005年由Jessica Fridrich等提出并發(fā)表了相關(guān)論文，該作者將載體圖像想象成一張部分潮濕的紙，只有干燥的部分可以用來嵌入秘密信息，密寫完成后將整張紙烘干再傳遞給接收者。接收者不需要知道密寫前紙張的潮濕區(qū)域，只需用一種特定的方法就可提取秘密信息.由于濕紙密寫的這種特性，使秘密信息的發(fā)送者可以很自由地選擇多種規(guī)則對載體圖像的部分像素進行密寫，而且無論對于接收者還是攻擊者來說這些規(guī)則都是完全封閉的，極大地提高了密寫的安全性，具有很高的實用價值。2007年張新鵬等人將濕紙密寫用在聯(lián)合編碼中用來提高編碼效率。目前濕紙密寫的應用還不太成熟。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決密寫魯棒性差，安全性低的問題，提供一種基于小波變換的濕紙密寫方法。
本發(fā)明提供的基于小波變換的濕紙密寫方法，包括以下步驟
步驟I、對原圖像做小波變換；
步驟2、在小波密寫的基礎(chǔ)上設計適合人眼視覺系統(tǒng)的選擇頻道；
步驟3、確定隨機傳輸矩陣D，濕紙密寫中的矩陣D由發(fā)送方和接收方共享的隨機數(shù)字發(fā)生器種子生成；
步驟4、參考人眼視覺特性確定閾值來保證所有的秘密信息位都通過取代載體圖像的小波系數(shù)的LSB嵌人到有更大視覺冗余的圖像紋理區(qū)域；
步驟5、在小波系數(shù)中嵌入秘密信息；
步驟6、提取秘密圖像時，只需對含密圖像小波系數(shù)進行簡單的乘法即可。
其中，步驟I所述的小波變換的方法如下
設一維信號{xl, x2},平均值a=(xl+x2)/2,差值d=(xl_x2)/2;a看成信號的整體 目息，d看成原彳目號用a表不時丟失的細節(jié)/[目息，對多兀素/[目號(X1, X2, x3, X4I, au 。-(Xi+Xg) /2, d^Q— (Xi X2)/2，&i，i_ (X3+X4) /2，5 (xg Χ4) /2，fp {x^ X2，X3，X4}可以表為 Iali0, B1,1； Cluo, Cl1, J，其中a和d分別表示平均值和差值，其腳標逗號前的I表示信號維數(shù)，腳標逗號后O表示對{xl, x2}、1表示對{x3, x4}處理。
對于二維圖像信號I (X，y)，首先對原圖像信號I U，y)沿行方向即水平方向進行濾波和2->1下采樣，得到系數(shù)矩陣L(x，y)和IH(x，y)，然后再對Ijx，y)和IH(x，y)分別沿列方向即垂直方向濾波和2->1下采樣，最后得到一層小波分解的4個子圖
Ill (x, y) 一為I (X，y)的粗逼近子圖
lHL(x，y)—Sl(x，y)的水平方向細節(jié)子圖
Ilh(x, y)—為I(x，y)的垂直方向細節(jié)子圖
lHH(x，y)—為I(x，y)的對角線方向細節(jié)子圖。
所述步驟2選擇頻道由下式確定
權(quán)利要求
1.一種基于小波變換的濕紙密寫方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟I、對原圖像做小波變換； 步驟2、在小波密寫的基礎(chǔ)上設計適合人眼視覺系統(tǒng)的選擇頻道； 步驟3、確定隨機傳輸矩陣D，濕紙密寫中的傳輸矩陣D由發(fā)送方和接收方共享的隨機數(shù)字發(fā)生器種子生成； 步驟4、參考人眼視覺特性確定閾值來保證所有的秘密信息位都通過取代載體圖像的小波系數(shù)的LSB嵌人到有更大視覺冗余的圖像紋理區(qū)域； 步驟5、在小波系數(shù)中嵌入秘密信息； 步驟6、提取秘密圖像時，只需對含密圖像小波系數(shù)進行簡單的乘法即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟I所述的小波變換的方法如下 設一維信號{xl, x2},平均值a=(xl+x2)/2,差值d= (xl_x2)/2;a看成信號的整體f目息，d看成原彳目號用a表不時丟失的細節(jié)/[目息，對多兀素/[目號(X1, X2, x3, X4I, au。-(Xi+Xg) / 2, d^Q— (Xi X2)/2，￡li，i- (X3+X4) /2，di，i_(X3 X4) /2，fp (Xl，X2 7 X3 j X4}可以表為Iali0, aM, Cluo, Cl1, J，其中a和d分別表示平均值和差值，腳標中逗號前的I表示信號維數(shù)，腳標逗號后O表示對{xl, x2}、1表示對{x3, x4}處理； 對于二維圖像信號I (x，y)，首先對原圖像信號I (x，y)沿行方向即水平方向進行濾波 和2->1下采樣，得到系數(shù)矩陣IJx，y)和IH(x，y)，然后再對Ijx，y)和IH(x，y)分別沿列 方向即垂直方向濾波和2->1下采樣，最后得到一層小波分解的4個子圖 Iu(x，y)—Sl(x，y)的粗逼近子圖 Im(x，y)—Sl(x，y)的水平方向細節(jié)子圖 Im(x, y)_為I (X，y)的垂直方向細節(jié)子圖 Ihh (x，y)—為I(x，y)的對角線方向細節(jié)子圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟2所述選擇頻道由下式確定
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟3所述確定隨機傳輸矩陣D的方法是，假設載體圖像長度為aXb，秘密信息長度為m，要將秘密信息嵌入到3個最大的高頻子帶中，最多可以嵌入3ab / 4長度的秘密信息，需要大小為mX(3ij / 4)的矩陣D。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟4所述參考人眼視覺特性確定閾值按如下公式進行
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟5所述在小波系數(shù)中嵌入秘密信息的方法是 設S為編碼后得到的秘密信息，if UO為原始小波系數(shù)，則根據(jù)如下規(guī)則嵌入秘密信息
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟6所述提取秘密信息，如下式 D0X0， =s Dtl是步驟2所述的大小為mX(3ab / 4)的隨機傳輸矩陣，X(l’是小波系數(shù)，s是長度為m的秘密信息，此處矩陣Dtl同權(quán)利4的矩陣D。
全文摘要
一種基于小波變換的濕紙密寫方法。本發(fā)明先將載體圖像做小波變換，再依據(jù)圖像局部鄰域內(nèi)的紋理復雜程度在小波系數(shù)中進行選擇性的嵌入。提取時只需做簡單的矩陣乘法操作就可以提取秘密信息，實現(xiàn)了秘密信息傳輸過程中密寫方法的不可見性。
文檔編號H04N1/32GK102984428SQ201210454440
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者陳志宏, 曹麗麗, 楊曉蘋 申請人:天津理工大學