一种基于多媒体数据的信息隐藏方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于多媒体数据的信息隐藏方法、装置、设备及计算机可读存储介质，方法包括：计算图像块的局部复杂度，将局部复杂度不大于预设阈值的图像块形成第一集合；构造位置图，压缩位置图得到比特流，生成附加信息；按照位置图中0对应的图像块的局部复杂度所属的预设阈值范围对图像块进行分层划分；利用分层划分的基本嵌入单元内的像素的灰度值计算预测误差；根据预测误差计算基本嵌入单元嵌入水印后的像素值，并替换基本嵌入单元对应位置的像素值实现水印嵌入；将附加信息替换载体图像中前附加信息个像素中最不重要位，将替换后的最不重要位和载荷嵌入到载体图像中剩余图像块中完成信息隐藏。无损的方式将水印信息嵌入到载体信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多媒体数据的信息隐藏方法、装置及设备
本专利技术涉及多媒体信息安全领域，特别涉及一种基于多媒体数据的信息隐藏方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
计算机信息技术的发展和普及给数字媒体信息的传播带来便利的同时也使得信息载体在网络传播的过程中很可能会遭受一些有意或无意的破坏攻击，继而使得人们无法对该信息载体的内容真实性和完整性进行验证。信息隐藏技术通过将水印信息以某种不可察觉的方式嵌入到数字媒体中，使得接收者可以通过提取数字媒体中的隐藏信息来验证所接收到的信息的真实性和完整性。现有技术中信息隐藏技术只关注嵌入的水印信息在解码端能否被正确提取出来，而忽视了信息隐藏过程中是否对载体信息造成永久失真，以致载体信息无法全部复原。例如，医学诊断、法律取证等一些实际应用中，不仅需要保证水印信息的完整性同时需要载体信息的无失真恢复。因此，如何以无损的方式将水印信息嵌入到载体信息中，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于多媒体数据的信息隐藏方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够以无损的方式将水印信息嵌入到载体信息中，保证在提取的过程中能够恢复原始图像。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于多媒体数据的信息隐藏方法，所述方法包括：计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度，并将所述局部复杂度小于或等于预设阈值的图像块形成第一集合；根据所述第一集合构造位置图，压缩所述位置图得到比特流，并利用所述比特流生成附加信息；按照所述位置图中0对应的图像块的局部复杂度所属的预设阈值范围对对应的图像块进行分层划分；其中，位置图中1表示对应图像块中存在像素值为0或255的像素，0表示对应图像块中不存在像素值为0或255的像素；利用分层划分得到的基本嵌入单元内的像素的灰度值计算预测误差；根据所述预测误差计算所述基本嵌入单元嵌入水印后的像素值，并利用嵌入水印后的像素值替换所述基本嵌入单元对应位置的像素值实现水印嵌入；将所述附加信息替换所述载体图像中前所述附加信息个像素中最不重要位，将替换后的最不重要位和载荷嵌入到所述载体图像中剩余图像块中，完成信息隐藏。可选的，计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度，包括：利用公式计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度σi,j；其中，集合{p1,c+1,…,pr,c+1,pr+1,c+1,pr+1,1,…,pr+1,c}为环绕图像块Bi,j的(r+c+1)个像素，μEPN表示集合的均值。可选的，按照所述位置图中0对应的图像块的局部复杂度所属的预设阈值范围对对应的图像块进行分层划分，包括：当所述局部复杂度σi属于T/2＜σi≤T时，对应图像块作为基本嵌入单元；当所述局部复杂度σi属于T/4＜σi≤T/2时，将对应图像块划分为前[n/2]个像素和后[n/2]个像素的两个基本嵌入单元；当所述局部复杂度σi属于σi≤T/4时，将对应图像块划分为前[n/3]个像素、中[n/3]个像素和后[n/3]个像素的三个基本嵌入单元；其中，T为预设阈值。可选的，利用分层划分得到的基本嵌入单元内的像素的灰度值计算预测误差，包括：将所述基本嵌入单元中的像素按灰度值从小到大排序；利用排序后的前三个对应的像素计算预测误差(dS1,dS2)；利用排序后的最后三个对应的像素计算预测误差(dL1,dL2)。本专利技术还提供一种基于多媒体数据的信息隐藏装置，所述装置包括：局部复杂度计算模块，用于计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度，并将所述局部复杂度小于或等于预设阈值的图像块形成第一集合；附加信息模块，用于根据所述第一集合构造位置图，压缩所述位置图得到比特流，并利用所述比特流生成附加信息；分层划分模块，用于按照所述位置图中0对应的图像块的局部复杂度所属的预设阈值范围对对应的图像块进行分层划分；其中，位置图中1表示对应图像块中存在像素值为0或255的像素，0表示对应图像块中不存在像素值为0或255的像素；预测误差模块，用于利用分层划分得到的基本嵌入单元内的像素的灰度值计算预测误差；水印模块，用于根据所述预测误差计算所述基本嵌入单元嵌入水印后的像素值，并利用嵌入水印后的像素值替换所述基本嵌入单元对应位置的像素值实现水印嵌入；附加信息嵌入模块，用于将所述附加信息替换所述载体图像中前所述附加信息个像素中最不重要位，将替换后的最不重要位和载荷嵌入到所述载体图像中剩余图像块中，完成信息隐藏。可选的，所述局部复杂度计算模块，包括：局部复杂度计算单元，用于利用公式计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度σi,j；其中，集合{p1,c+1,…,pr,c+1,pr+1,c+1,pr+1,1,…,pr+1,c}为环绕图像块Bi,j的(r+c+1)个像素，μEPN表示集合的均值。可选的，所述分层划分模块，包括：第一划分单元，用于当所述局部复杂度σi属于T/2＜σi≤T时，对应图像块作为基本嵌入单元；第二划分单元，用于当所述局部复杂度σi属于T/4＜σi≤T/2时，将对应图像块划分为前[n/2]个像素和后[n/2]个像素的两个基本嵌入单元；第三划分单元，用于当所述局部复杂度σi属于σi≤T/4时，将对应图像块划分为前[n/3]个像素、中[n/3]个像素和后[n/3]个像素的三个基本嵌入单元；其中，T为预设阈值。可选的，所述预测误差模块具体为将所述基本嵌入单元中的像素按灰度值从小到大排序；利用排序后的前三个对应的像素计算预测误差(dS1,dS2)；利用排序后的最后三个对应的像素计算预测误差(dL1,dL2)的模块。本专利技术还提供一种基于多媒体数据的信息隐藏设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述基于多媒体数据的信息隐藏方法的步骤。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述基于多媒体数据的信息隐藏方法的步骤。本专利技术所提供的基于多媒体数据的信息隐藏方法，其特征在于，方法包括：计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度，并将局部复杂度小于或等于预设阈值的图像块形成第一集合；根据第一集合构造位置图，压缩位置图得到比特流，并利用比特流生成附加信息；按照位置图中0对应的图像块的局部复杂度所属的预设阈值范围对对应的图像块进行分层划分；其中，位置图中1表示对应图像块中存在像素值为0或255的像素，0表示对应图像块中不存在像素值为0或255的像素；利用分层划分得到的基本嵌入单元内的像素的灰度值计算预测误差；根据预测误差计算基本嵌入单元嵌入水印后的像素值，并利用嵌入水印后的像素值替换基本嵌入单元对应位置的像素值实现水印嵌入；将附加信息替换载体图像中前附加信息个像素中最不重要位，将替换后的最不重要位和载荷嵌入到载体图像中剩余图像块中，完成信息隐藏。可见，该方法经过上述嵌入水印的过程，可以实现可逆信息隐藏，即提取过程是嵌入过程的逆过程提取过程注重从含水印载体中正确提取水印和恢复原始图像；从而实现以无损的方式将水印信息嵌入到载体信息中。本专利技术所还提供了基于多媒体数据的信息隐藏装置、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多媒体数据的信息隐藏方法，其特征在于，所述方法包括：计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度，并将所述局部复杂度小于或等于预设阈值的图像块形成第一集合；根据所述第一集合构造位置图，压缩所述位置图得到比特流，并利用所述比特流生成附加信息；按照所述位置图中0对应的图像块的局部复杂度所属的预设阈值范围对对应的图像块进行分层划分；其中，位置图中1表示对应图像块中存在像素值为0或255的像素，0表示对应图像块中不存在像素值为0或255的像素；利用分层划分得到的基本嵌入单元内的像素的灰度值计算预测误差；根据所述预测误差计算所述基本嵌入单元嵌入水印后的像素值，并利用嵌入水印后的像素值替换所述基本嵌入单元对应位置的像素值实现水印嵌入；将所述附加信息替换所述载体图像中前所述附加信息个像素中最不重要位，将替换后的最不重要位和载荷嵌入到所述载体图像中剩余图像块中，完成信息隐藏。

【技术特征摘要】
1.一种基于多媒体数据的信息隐藏方法，其特征在于，所述方法包括：计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度，并将所述局部复杂度小于或等于预设阈值的图像块形成第一集合；根据所述第一集合构造位置图，压缩所述位置图得到比特流，并利用所述比特流生成附加信息；按照所述位置图中0对应的图像块的局部复杂度所属的预设阈值范围对对应的图像块进行分层划分；其中，位置图中1表示对应图像块中存在像素值为0或255的像素，0表示对应图像块中不存在像素值为0或255的像素；利用分层划分得到的基本嵌入单元内的像素的灰度值计算预测误差；根据所述预测误差计算所述基本嵌入单元嵌入水印后的像素值，并利用嵌入水印后的像素值替换所述基本嵌入单元对应位置的像素值实现水印嵌入；将所述附加信息替换所述载体图像中前所述附加信息个像素中最不重要位，将替换后的最不重要位和载荷嵌入到所述载体图像中剩余图像块中，完成信息隐藏。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度，包括：利用公式计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度σi,j；其中，集合{p1,c+1,…,pr,c+1,pr+1,c+1,pr+1,1,…,pr+1,c}为环绕图像块Bi,j的(r+c+1)个像素，μEPN表示集合的均值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照所述位置图中0对应的图像块的局部复杂度所属的预设阈值范围对对应的图像块进行分层划分，包括：当所述局部复杂度σi属于T/2＜σi≤T时，对应图像块作为基本嵌入单元；当所述局部复杂度σi属于T/4＜σi≤T/2时，将对应图像块划分为前[n/2]个像素和后[n/2]个像素的两个基本嵌入单元；当所述局部复杂度σi属于σi≤T/4时，将对应图像块划分为前[n/3]个像素、中[n/3]个像素和后[n/3]个像素的三个基本嵌入单元；其中，T为预设阈值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用分层划分得到的基本嵌入单元内的像素的灰度值计算预测误差，包括：将所述基本嵌入单元中的像素按灰度值从小到大排序；利用排序后的前三个对应的像素计算预测误差(dS1,dS2)；利用排序后的最后三个对应的像素计算预测误差(dL1,dL2)。5.一种基于多媒体数据的信息隐藏装置，其特征在于，所述装置包括：局部复杂度计算模块，用于计算载体图像划分后的各图像块的局部复杂度，并将所述局部复杂度小于或等于预设阈值的图像块形成第一集合；附加信息模块，用于根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁韶伟，张天聪，刘怡俊，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44