一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法技术

本发明专利技术涉及一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法。对待隐藏数据信息进行RS编码处理，形成二进制数据流M1；对载体图像作RGB三色通道分离，采用Contourlet变换得到低频子带系数矩阵L1，而后采用SVD奇异值分解得到最大奇异值矩阵L2，再而对最大奇异值矩阵L2做量化得到量化矩阵L3；进行信息嵌入，通过修改最大奇异值的数值得到奇异值矩阵L4；对奇异值矩阵L4做反量化，并采用SVD奇异值分解逆运算；采用逆contourlet分解得到新的通道分量值；将RGB三色通道合成jpg格式的彩色RGB图像。本发明专利技术提高信息的抗压性，拥有30%的容错率；结合奇异值SVD分解和contourlet变换的特点，很好地均衡图像鲁棒性和图像不可感知性；在信息提取过程中，方便简单，无需使用原始图像信息，实现全盲提取。

A color image information hiding method based on Contourlet and SVD

The invention relates to a color image information hiding method based on Contourlet and SVD. With the RS encoding of hidden data, forming a binary data stream M1; RGB color channels of the carrier image separation, using Contourlet transform to obtain the low frequency subband coefficient matrix L1, and use the SVD singular value decomposition to obtain the maximum singular value of matrix L2, and then the maximum singular value of matrix L2 quantitative quantitative matrix L3; the information embedding, by modifying the value of the maximum singular value of the singular value matrix of L4; singular value matrix L4 inverse quantization, and using SVD inverse singular value decomposition; by using inverse contourlet decomposition to obtain the new channel component value; RGB color channel synthesis JPG format color RGB image. The invention improves the compressive information, fault tolerance has 30% rate; characteristics of SVD combined with singular value decomposition and contourlet transform, a good balance of robustness and imperceptibility of the image; in the information extraction process, convenient and simple, without using the original image information, realize blind extraction.

【技术实现步骤摘要】
一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法
本专利技术涉及一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法。
技术介绍
随着网络的高速发展，图像在网络传输中具有的直观、方便、吸引眼球于一体的优势，在人们日常传输交流中起到重要的作用；但在传输过程中因经历不可抗力的压缩、缩放、裁剪等攻击而遭受不同程度的毁损失真等现象。故本文提出一种可以在网络传输中抵抗常规攻击，效果良好的彩色图像信息隐藏算法。目前彩色图像信息隐藏算法主要在变换域中进行，如DCT变换，DWT变换，DFT变换等，选择适合的变换域系数，按照嵌入法则修改系数，并做相应的逆变换，从而获得隐藏后的信息图像。该类算法在变换域中进行修改，相对空域算法，鲁棒性有一定提高，但图像失真较大且抗压效果并不十分理想。提出基于奇异值分解的信息隐藏，利用最大奇异值的内蕴性而非视觉特性进行信息隐藏，提高了算法的鲁棒性和不可感知性，也具有较高的嵌入容量。但在提取信息时，需要提供一定的原始信息数据，使得提取过程复杂化且属于非全盲检测和提取。本文提出结合contourlet变换和SVD分解信息隐藏算法，利用RS编码具有很好的突发纠错能力进行信息数据处理、contourlet变换具有多方向性和各向异性的特点、SVD分解的最大奇异值的内蕴性等特点，采用QIM量化技术，提高抗压能力，使得该算法具有良好的抗JPEG压缩、滤波、噪声、等比例缩放等抗压能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法，提高信息的抗压性，拥有30％的容错率；结合奇异值SVD分解和contourlet变换的特点，很好地均衡图像鲁棒性和图像不可感知性；在信息提取过程中，方便简单，无需使用原始图像信息，实现全盲提取。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法，包括如下步骤，步骤S1、对待隐藏数据信息进行RS编码处理，形成二进制数据流M1；步骤S2、载体图像处理：对载体图像作RGB三色通道分离，采用Contourlet变换得到低频子带系数矩阵L1，而后采用SVD奇异值分解得到最大奇异值矩阵L2，再而对最大奇异值矩阵L2做量化得到量化矩阵L3；步骤S3、信息嵌入：其中，S是信息嵌入过程的量化步长；通过修改最大奇异值的数值得到奇异值矩阵L4；步骤S4、对奇异值矩阵L4做反量化，并采用SVD奇异值分解逆运算；步骤S5、采用逆contourlet分解得到新的通道分量值；步骤S6、将RGB三色通道合成jpg格式的彩色RGB图像。在本专利技术一实施例中，还包括信息的提取过程，具体如下，(1)提取含有隐藏信息的彩色RGB图像，并做三色通道分离；(2)进行contourlet分解运算，得到低频子带系数矩阵L11；(3)对低频子带系数矩阵L11进行2×2分块SVD分解，选取每个2×2分块中的最大奇异值，形成最大奇异值矩阵L12；(4)对最大奇异值矩阵L12做量化得到量化矩阵L13；(5)隐藏信息提取：(6)对提取的隐藏信息二进制数据流做RS解码，得到隐藏信息。在本专利技术一实施例中，所述步骤S1中，待隐藏数据信息是由字母、数字或字符组成的不固定长度的字符串。在本专利技术一实施例中，所述步骤S2中载体图像处理的具体实现过程如下：步骤S21、对载体图像做RGB三色通道分离，选用LP分解“9/7”金字塔滤波器和DFB“pkva8”方向性滤波器的三级contourlet分解，而后，选取低频子带系数矩阵L1；步骤S22、对低频子带系数矩阵L1进行2×2分块SVD分解，选取每个2×2分块中的最大奇异值，形成最大奇异值矩阵L2；步骤S23、对最大奇异值矩阵L2做量化得到新的量化矩阵L3。在本专利技术一实施例中，所述步骤(2)中contourlet分解运算过程，采用“9/7”LP滤波和“pkva8”DFB滤波组合滤波器。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、提高信息的抗压性，提出了对隐藏信息的纠错容错方面进行改进，本文采用RS编码，拥有30％的容错率；2、结合奇异值SVD分解和contourlet变换的特点，很好地均衡图像鲁棒性和图像不可感知性；3、在信息提取过程中，方便简单，无需使用原始图像信息，实现全盲提取。附图说明图1为本专利技术信息嵌入的流程图。图2为本专利技术信息提取的流程图。图3为contourlet变换利用拉普拉斯塔型分解(LP)和方向滤波器组(DFB)实现简图。图4为contourlet变换滤波器组结构。图5为contourlet频谱划分示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术的一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法，包括如下步骤，步骤S1、对待隐藏数据信息(待隐藏数据信息是由字母、数字或字符组成的不固定长度的字符串)进行RS编码处理，形成二进制数据流M1；步骤S2、载体图像处理：对载体图像作RGB三色通道分离，采用Contourlet变换得到低频子带系数矩阵L1，而后采用SVD奇异值分解得到最大奇异值矩阵L2，再而对最大奇异值矩阵L2做量化得到量化矩阵L3；步骤S3、信息嵌入：其中，S是信息嵌入过程的量化步长；通过修改最大奇异值的数值得到奇异值矩阵L4；步骤S4、对奇异值矩阵L4做反量化，并采用SVD奇异值分解逆运算；步骤S5、采用逆contourlet分解得到新的通道分量值；步骤S6、将RGB三色通道合成jpg格式的彩色RGB图像。在本专利技术一实施例中，还包括信息的提取过程，具体如下，(1)提取含有隐藏信息的彩色RGB图像，并做三色通道分离；(2)进行contourlet分解运算，得到低频子带系数矩阵L11；(3)对低频子带系数矩阵L11进行2×2分块SVD分解，选取每个2×2分块中的最大奇异值，形成最大奇异值矩阵L12；(4)对最大奇异值矩阵L12做量化得到量化矩阵L13；(5)隐藏信息提取：(6)对提取的隐藏信息二进制数据流做RS解码，得到隐藏信息。所述步骤S2中载体图像处理的具体实现过程如下：步骤S21、对载体图像做RGB三色通道分离，选用LP分解“9/7”金字塔滤波器和DFB“pkva8”方向性滤波器的三级contourlet分解，而后，选取低频子带系数矩阵L1；步骤S22、对低频子带系数矩阵L1进行2×2分块SVD分解，选取每个2×2分块中的最大奇异值，形成最大奇异值矩阵L2；步骤S23、对最大奇异值矩阵L2做量化得到新的量化矩阵L3。所述步骤(2)中contourlet分解运算过程，采用“9/7”LP滤波和“pkva8”DFB滤波组合滤波器。以下为本专利技术的具体实现过程。1、数据信息编码1.1信息编码预处理用户隐藏的信息可由字母、数字或字符组成的不固定长度的字符串组成，字符串通过字符索引表寻找对应的索引代码转为二进制数据流。解码过程为编码逆过程，对照字符索引表得到相应字符进行解码。1.2RS编解码简介本文中对隐藏数据采用里德-所罗门码(Reed-Solomoncode，RS编码)方式进行编码与加密。RS编码方式可以纠正随机错误和突发错误，具有很强的纠错能力。RS纠错码的生成即RS的编码过程，码字多项式的第n-1到n-k次系数是信息位，其余是校验位。信息多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1、对待隐藏数据信息进行RS编码处理，形成二进制数据流M1；步骤S2、载体图像处理：对载体图像作RGB三色通道分离，采用Contourlet变换得到低频子带系数矩阵L1，而后采用SVD奇异值分解得到最大奇异值矩阵L2，再而对最大奇异值矩阵L2做量化得到量化矩阵L3；步骤S3、信息嵌入：

【技术特征摘要】
1.一种基于contourlet和SVD的彩色图像信息隐藏方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1、对待隐藏数据信息进行RS编码处理，形成二进制数据流M1；步骤S2、载体图像处理：对载体图像作RGB三色通道分离，采用Contourlet变换得到低频子带系数矩阵L1，而后采用SVD奇异值分解得到最大奇异值矩阵L2，再而对最大奇异值矩阵L2做量化得到量化矩阵L3；步骤S3、信息嵌入：其中，S是信息嵌入过程的量化步长；通过修改最大奇异值的数值得到奇异值矩阵L4；步骤S4、对奇异值矩阵L4做反量化，并采用SVD奇异值分解逆运算；步骤S5、采用逆contourlet...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明志，张瑞，杨爱金，许春耀，周怡，杨小权，李栋，谢加良，
申请(专利权)人：福建北卡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35