本发明专利技术给出了一种基于双图像的可逆数据隐藏方法与系统，包括在原有的龟壳魔术矩阵的基础上通过将龟背点的元素值各加数值“8”的方式得到新型龟壳魔术矩阵，扩大了矩阵中元素值的范围，增加了矩阵隐藏秘密数据的藏量，同时又发明专利技术了新型的可逆藏入算法，将秘密数据转换成十六进制数藏入新型龟壳魔术矩阵中，得到两两对应的秘密图像；在秘密数据提取的阶段根据新型的可逆藏入算法制定对应的数据提取规则来提取秘密数据，并恢复原始图像。本发明专利技术在对原始图像改动较少的情况下能很好地隐藏秘密数据并恢复原始图像，相比于传统基于图像的数据隐藏算法，拥有在藏量较高的情况下同时保证隐藏后的图像质量的优点，使得秘密数据能更加安全地被隐藏。安全地被隐藏。安全地被隐藏。
【技术实现步骤摘要】
一种基于双图像的可逆数据隐藏方法与系统
[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其是一种基于双图像的可逆数据隐藏方法与系统。
技术介绍
[0002]随着网络技术的普及，人们很方便的在网络上与他人进行沟通及数据交流。但是由于网络的开放性特点，网络上传输的数据很容易会被恶意人员进行截取、篡改或者破坏。因此，为了提高数据交流的安全性，常用的解决办法是将要传输的数据进行加密。但是由于加密算法的复杂性，加解密的过程需要耗费比较多的时间，且加密后的数据是一堆看起来无意义的类似乱码的东西，这就更容易引起恶意人员的怀疑。虽然恶意人员可能无法直接破解其中的数据，但是他们可以对数据进行破坏，从而造成数据的丢失。
[0003]除了加密技术，数据隐藏也是一种有效的数据保护方法。数据隐藏算法可以将秘密数据藏入到介质中，该介质可以是图像、视频、音频、文本等。通过图像藏入数据以后，该图像和原始图像从肉眼上来看差别不大，因此不易引起攻击者的怀疑，从而可以安全的进行数据传输。接收方接到藏入秘密信息的图像后，根据萃取算法将秘密信息提取出来。
[0004]根据数据接收方是否可以将原始图像回复出来，数据隐藏分为可逆数据隐藏和不可逆数据隐藏。不可逆数据隐藏一般能否藏入较多的秘密信息，反之，可逆数据隐藏藏量一般较小。但是可逆数据隐藏的优势是可以完全恢复出原始图像。
[0005]本专利技术基于双图像进行可逆数据隐藏，原始图像藏入秘密数据后，会生成两个藏有秘密数据的图像。只通过单一的一个藏有秘密数据的图像无法萃取出原始图像和秘密数据，当且仅当两个藏有秘密数据的图像一起被接收方获取到时，通过这两个图像的协作才能完整的回复出秘密数据和原始图像。
技术实现思路
[0006]本专利技术提出了一种基于双图像的可逆数据隐藏方法与系统，以解决上文提到的现有技术的缺陷。
[0007]在一个方面，本专利技术提出了一种基于双图像的可逆数据隐藏方法，该方法包括以下步骤：
[0008]S1：构造一个横纵坐标范围为[0,255]的矩阵，使矩阵中同一行的相邻元素的值相差1，且依次递增，同一列的相邻的两个元素偶数列的值比奇数列的值多2，奇数列的值比偶数列的值多3，再将矩阵中的元素值进行模8运算，使元素值在[0,7]之间，最后用多个相连拼接的六边形覆盖所述矩阵，得到龟壳魔术矩阵，其中，所述矩阵中位于所述六边形的边缘处的点属于龟边点，未处于所述六边形的边缘处的点属于龟背点，将所述龟壳魔术矩阵中位于龟背点的元素各加数值“8”，得到新型龟壳魔术矩阵；
[0009]S2：将需要藏入的秘密信息转换成一串二进制数，再将每4个二进制数转成一个十六进制数；
[0010]S3：从原始图像中取出一个像素p(p∈[0,255])，将所述像素p扩充成一个坐标(p,p)，若所述像素且从所述秘密信息中获取一个十六进制数，记为v，根据所述点(p,p)在所述新型龟壳魔术矩阵中的位置的不同确定藏入范围，在所述藏入范围中找到使坐标对应的值为v的坐标(p1,p2)，并根据移动规则对所述坐标(p1,p2)存在冲突的点进行移动；
[0011]S4：将p1赋值给所述原始图像中所述像素p对应的位置，并遍历所述原始图像中的所有像素和所述秘密信息中的所有十六进制数执行步骤S3，得到第一秘密图像，将p2赋值给所述原始图像中所述像素p对应的位置，并遍历所述原始图像中的所有像素和所述秘密信息中的所有十六进制数执行步骤S3，得到第二秘密图像。
[0012]以上方法通过将龟背点的元素值各加数值“8”的方式，扩大了新型龟壳魔术矩阵中元素值的范围，从而增加了新型龟壳魔术矩阵隐藏秘密数据的藏量，又利用新型的可逆藏入算法，在对原始图像改动较少的情况下能很好地隐藏秘密数据并恢复原始图像，相比于传统基于图像的秘密数据隐藏算法，拥有在藏量较高的情况下同时保证隐藏后的图像质量的优点。
[0013]在具体的实施例中，根据所述点(p,p)在所述新型龟壳魔术矩阵中的位置的不同确定藏入范围，具体步骤包括：将所述龟背点中纵坐标更大的点记为上龟背点，所述龟背点中纵坐标更小的点记为下龟背点，所述龟边点中纵坐标最小或纵坐标与所述上龟背点相等的三个点记为上龟边点，所述龟边点中纵坐标最大或纵坐标与所述下龟背点相等的三个点记为下龟边点，若所述像素p属于上龟边点或上龟背点，则以所述新型龟壳魔术矩阵中坐标为(p,p)的点为右下角构造一个4
×
5的块，扣除块中右上角的4个元素，使用剩余的16个元素来藏入一个所述十六进制数；若所述像素p属于下龟边点或下龟背点，则以(p,p)为左上角构造一个4
×
5的块，扣除块中左下角的4个元素，使用剩余的16个元素来藏入一个所述十六进制数。
[0014]在具体的实施例中，移动规则具体包括：
[0015]若所述像素p属于上龟边点或上龟背点，则将所述藏入范围中第一行的最后一列的元素bf和第二行的最后一列的元素bs按照如下规则移动：
[0016][0017]若所述像素p属于下龟边点或下龟背点，则将所述藏入范围中最后一行的第一列的元素lf和倒数第二行的第一列的元素ls按照如下规则移动：
[0018][0019]在具体的实施例中，在步骤S3中，若所述像素p∈[0,2]或p∈[253,255]，令p1＝p2＝p，并直接执行步骤S4。
[0020]在具体的实施例中，还包括对图像中的秘密信息进行萃取的步骤，具体包括：
[0021]A1：执行所述步骤S1，得到所述新型龟壳魔术矩阵；
[0022]A2：依次从所述第一秘密图像和所述第二秘密图像的相同位置取出所述p1和p2,定义差值d＝p
1-p2；
[0023]A3：根据以下规则进行秘密信息萃取：
[0024](1)若d＝0且p1和p2属于边缘点，则所述第一秘密图像和所述第二秘密图像中对应的点中没有藏入秘密信息；若d＝0且p1和p2不属于边缘点，则藏入的十六进制的秘密信息v为所述新型龟壳魔术矩阵中点(p1,p2)的值；
[0025](2)若d＜0，则藏入的十六进制的秘密信息v根据以下规则获得：
[0026][0027](3)若d＞0,则藏入的十六进制的秘密信息v根据以下规则获得：
[0028][0029]其中M(p1,p2)表示所述新型龟壳魔术矩阵中点(p1,p2)的值。
[0030]在具体的实施例中，还包括对原始图片进行恢复的步骤，具体包括在所述步骤A1-A3后执行以下原始图片恢复算法：
[0031](1)若d＝0，则原始像素p＝p1；
[0032](2)若d＜0，则p可以通过以下方式获得：
[0033][0034](3)若d＞0，则p可以通过以下方式获得：
[0035][0036]还原出原始图像中对应的位置上的像素p，从而还原出原始图像。
[0037]根据本专利技术的第二方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机处理器执行时实施上述方法。
[0038]根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双图像的可逆数据隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：构造一个横纵坐标范围为[0，255]的矩阵，使矩阵中同一行的相邻元素的值相差1，且依次递增，同一列的相邻的两个元素偶数列的值比奇数列的值多2，奇数列的值比偶数列的值多3，再将矩阵中的元素值进行模8运算，使元素值在[0，7]之间，最后用多个相连拼接的六边形覆盖所述矩阵，得到龟壳魔术矩阵，其中，所述矩阵中位于所述六边形的边缘处的点属于龟边点，未处于所述六边形的边缘处的点属于龟背点，将所述龟壳魔术矩阵中位于龟背点的元素各加数值“8”，得到新型龟壳魔术矩阵；S2：将需要藏入的秘密信息转换成一串二进制数，再将每4个二进制数转成一个十六进制数；S3：从原始图像中取出一个像素p(p∈[0，255])，将所述像素p扩充成一个坐标(p，p)，若所述像素且从所述秘密信息中获取一个十六进制数，记为v，根据所述点(p，p)在所述新型龟壳魔术矩阵中的位置的不同确定藏入范围，在所述藏入范围中找到使坐标对应的值为v的坐标(p1，p2)，并根据移动规则对所述坐标(p1，p2)存在冲突的点进行移动；S4：将p1赋值给所述原始图像中所述像素p对应的位置，并遍历所述原始图像中的所有像素和所述秘密信息中的所有十六进制数执行步骤S3，得到第一秘密图像，将p2赋值给所述原始图像中所述像素p对应的位置，并遍历所述原始图像中的所有像素和所述秘密信息中的所有十六进制数执行步骤S3，得到第二秘密图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述点(p，p)在所述新型龟壳魔术矩阵中的位置的不同确定藏入范围，具体步骤包括：将所述龟背点中纵坐标更大的点记为上龟背点，所述龟背点中纵坐标更小的点记为下龟背点，所述龟边点中纵坐标最小或纵坐标与所述上龟背点相等的三个点记为上龟边点，所述龟边点中纵坐标最大或纵坐标与所述下龟背点相等的三个点记为下龟边点，若所述像素p属于上龟边点或上龟背点，则以所述新型龟壳魔术矩阵中坐标为(p，p)的点为右下角构造一个4
×
5的块，扣除块中右上角的4个元素，使用剩余的16个元素来藏入一个所述十六进制数；若所述像素p属于下龟边点或下龟背点，则以(p，p)为左上角构造一个4
×
5的块，扣除块中左下角的4个元素，使用剩余的16个元素来藏入一个所述十六进制数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动规则具体包括：若所述像素p属于上龟边点或上龟背点，则将所述藏入范围中第一行的最后一列的元素bf和第二行的最后一列的元素bs按照如下规则移动：若所述像素p属于下龟边点或下龟背点，则将所述藏入范围中最后一行的第一列的元素lf和倒数第二行的第一列的元素ls按照如下规则移动：4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，若所述像素p∈[0，2]或p∈[253，255]，令p1＝p2＝p，并直接执行所述步骤S4。
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：林江毅，翁伟，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：
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