基于秘密信息加密預(yù)處理的智能移動(dòng)終端圖像隱寫(xiě)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像隱寫(xiě)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于秘密信息加密預(yù)處理的智能移動(dòng)終 端圖像隱寫(xiě)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能移動(dòng)終端價(jià)格的下降及社會(huì)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的用戶占據(jù)越來(lái) 越大的比重。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展使得智能移動(dòng)終端中圖像、視頻等數(shù)字多媒體信息的 存儲(chǔ)、復(fù)制與傳播變得非常方便。然而，人們?cè)谙硎芫W(wǎng)絡(luò)時(shí)代提供的信息共享便捷通信的同 時(shí)，也為私密信息的泄露埋下了隱患。
[0003] 數(shù)字圖像隱寫(xiě)術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型的信息安全技術(shù)，不同于傳統(tǒng)的密碼 技術(shù)。傳統(tǒng)的密碼技術(shù)是將明文數(shù)據(jù)加密成無(wú)法正常識(shí)別的密文數(shù)據(jù)來(lái)隱藏通信內(nèi)容，卻 無(wú)法隱藏秘密通信的事實(shí)；而數(shù)字圖像隱寫(xiě)術(shù)是通過(guò)將秘密信息隱藏在公開(kāi)載體圖像中進(jìn) 行傳送，不但掩蓋通信內(nèi)容而且掩蓋了通信事實(shí)，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)密碼技術(shù)隱蔽性的不足。
[0004] 然而，由于智能移動(dòng)終端的處理器能力和存儲(chǔ)能力有限，如果將現(xiàn)有的各種數(shù)字 圖像隱寫(xiě)方法移植應(yīng)用到針對(duì)智能移動(dòng)終端的圖像隱寫(xiě)中，則會(huì)因移植的圖像隱寫(xiě)方法的 較大復(fù)雜度導(dǎo)致智能移動(dòng)終端的處理效率非常低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種適于智能移動(dòng)終端中 圖像隱寫(xiě)的基于秘密信息加密預(yù)處理的智能移動(dòng)終端圖像隱寫(xiě)方法。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：基于秘密信息加密預(yù)處理的智能 移動(dòng)終端圖像隱寫(xiě)方法，其特征在于，依次包括如下步驟：
[0007] (1)智能移動(dòng)終端通過(guò)內(nèi)存卡或內(nèi)置攝像頭獲取外部圖像，對(duì)獲取的外部圖像濾 除噪聲，并將濾除噪聲后的外部圖像作為隱寫(xiě)信息的待選原始載體圖像；
[000引似選擇原始載體圖像C，設(shè)原始載體圖像C的像素值為cXc，設(shè)定待嵌入的原始 秘密信息S為一組長(zhǎng)度為L(zhǎng)的字符串S，記字符串S中第i個(gè)字符為Si，1《i《L;
[0009](3)統(tǒng)計(jì)字符串s中各字符出現(xiàn)的次數(shù)，并計(jì)算出各字符的出現(xiàn)概率，記字符Si的 出現(xiàn)概率為p(Si)，0<p(Si)《1 ;
[0010] (4)根據(jù)各字符出現(xiàn)概率從小到大的順序，對(duì)各字符進(jìn)行重新排序，形成一組新的 字符串si，并查找新的字符串Si中出現(xiàn)概率最小的字符；
[0011] (5)W新字符串中字符從左至右的順序查找，將查找到的出現(xiàn)概率最小的字符組 合相加，形成新的節(jié)點(diǎn)，并將形成的新節(jié)點(diǎn)作為整體與其他未組合的字符重新排序；
[0012] (6)再次重復(fù)執(zhí)行步驟巧），W最終得到概率之和為1，獲得最終的化ffman二叉 樹(shù)；根據(jù)化ffman二叉樹(shù)，W從根到分支、左節(jié)點(diǎn)為0,右節(jié)點(diǎn)為1的原則，得到化ffman碼 表；
[0013] (7)根據(jù)化ffman碼表中各字符對(duì)應(yīng)的編碼順序，得到待嵌入原始秘密信息S的編 碼信息數(shù)據(jù)D，其中設(shè)定編碼信息數(shù)據(jù)D的長(zhǎng)度為1，第j個(gè)信息數(shù)據(jù)為d,，1《j《1;
[0014] (8)wIP置換表，對(duì)步驟（7)中編碼信息數(shù)據(jù)D進(jìn)行重新排序，w獲得置換編碼 信息數(shù)據(jù)D。，其中，置換編碼信息數(shù)據(jù)D。由位于左側(cè)的L。數(shù)據(jù)組和位于右側(cè)的R。數(shù)據(jù)組組 成，0。=LuR。，該重新排序過(guò)程包括如下步驟（8-1)至步驟（8-如：
[001引 （8-1)將編碼信息數(shù)據(jù)D中第58位信息數(shù)據(jù)dss作為L(zhǎng)。數(shù)據(jù)組的第1位，編碼信 息數(shù)據(jù)D中第50位信息數(shù)據(jù)屯。作為L(zhǎng)。數(shù)據(jù)組中的第2位，依此類推，得到L。數(shù)據(jù)組為L(zhǎng)。 =dsAAz…屯;編碼信息數(shù)據(jù)D中第57位信息數(shù)據(jù)d57作為R。數(shù)據(jù)組的第Η立，編碼信 息數(shù)據(jù)D中第49位信息數(shù)據(jù)cU作為L(zhǎng)。數(shù)據(jù)組中的第2位，依此類推，得到R。數(shù)據(jù)組為R。 =ds油gcV··山;將L。數(shù)據(jù)組和R。數(shù)據(jù)組進(jìn)行組合，得到置換編碼信息數(shù)據(jù)01=(15油。(142··· dsdsTdAgdu···山；
[0016] (8-2)對(duì)步驟（8-1)所得L。數(shù)據(jù)組和R。數(shù)據(jù)組中數(shù)據(jù)按照IP置換表進(jìn)行IP置 換和異或運(yùn)算，并進(jìn)行16次循環(huán)迭代，得到迭代后的L'。數(shù)據(jù)組和R'。數(shù)據(jù)組，并令L'。(t) =L。(t)，R'。=R。(t)，其中，迭代公式如下：
[0017] /·'"(〇 =化>0'- 1):化1(0 = /一(>("貨./(巧如-f= 1,2,..16 ;
[001引其中，u(t)表示L。數(shù)據(jù)組中第t個(gè)信息數(shù)據(jù)，Ru(t)表示R。數(shù)據(jù)組中第t個(gè)信息 數(shù)據(jù)，墳表示異或運(yùn)算，f(，）表示由S盒決定的置換算法，kt表示由密鑰編排產(chǎn)生的數(shù)據(jù) 塊；
[001引 IP置換表如下：
[0020]
[0021] (8-：3)對(duì)步驟（8-2)所得迭代后的
L'0數(shù)據(jù)組和R'。數(shù)據(jù)組中的數(shù)據(jù)按照巧i逆 置換表進(jìn)行置換，得到密文數(shù)據(jù)D' ；其中，IP1逆置換表如下：
[0022]
[0023] (9)將預(yù)處理后的秘密信息中每個(gè)比特按zigzag掃描的方式對(duì)應(yīng)于載體圖像C的 各個(gè)像素值，并記錄像素的LSB數(shù)據(jù)流；
[0024] (10)統(tǒng)計(jì)每個(gè)像素的LSB與欲嵌入的秘密信息比特不同的像素個(gè)數(shù)，記不同的像 素構(gòu)成向量g，并計(jì)算、獲取最優(yōu)組合X。，Xl,而，…，X255;其中，最優(yōu)組合X。，Xl，而，…，而55的 求解公式如下：
[00巧]
[002引 g' =Mx+g,，g'表示圖像隱寫(xiě)后的像素矩陣；
[002引 （11)對(duì)于灰度值為g,的像素點(diǎn)集合（g。，gi，g2,…，g255)，選擇X，個(gè)像素將其灰度 值減1，并將剩余的（g，-x，）個(gè)像素的灰度值加1，從而得到嵌入秘密信息S的加密載體圖像C'，其中，加密載體圖像C'的像素矩陣為g'。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：智能移動(dòng)終端選取濾噪后的外部圖像作為 原始載體圖像，統(tǒng)計(jì)嵌入秘密信息中字符出現(xiàn)概率，根據(jù)字符出現(xiàn)概率對(duì)各字符重新排序 形成新的字符串；將查找到的新字符串中出現(xiàn)概率最小的字符組合相加形成新的節(jié)點(diǎn)，新 節(jié)點(diǎn)作為整體與其他未組合字符重新排序，獲得最終的化ffman二叉樹(shù)、化ffman碼表和秘 密信息的編碼信息數(shù)據(jù)；WIP置換表，對(duì)編碼信息數(shù)據(jù)重新排序，獲得置換編碼信息數(shù)據(jù)； 記錄載體圖像各像素的LSB數(shù)據(jù)流與秘密信息比特不同的像素個(gè)數(shù)；并通過(guò)對(duì)像素的灰度 值減1或加1，得到嵌入秘密信息的加密載體圖像。本發(fā)明中的圖像隱寫(xiě)方法不僅適用于智 能移動(dòng)終端中的圖像隱寫(xiě)，而且隱寫(xiě)后的加密載體圖像具有良好的視覺(jué)隱蔽性，從而保證 了所嵌入秘密信息的安全。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中基于秘密信息加密預(yù)處理的智能移動(dòng)終端圖像隱寫(xiě)方法 流程示意圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中選擇的四幅原始載體圖像；其中，圖2(a)至圖2(d)分別為 原始載體圖像"Lena"、"B油oon"、叩e卵ers"和"Boats";
[003引圖3為本發(fā)明實(shí)施例中嵌入秘密信息后的加密載體圖像；其中，圖3(a)至圖3(d) 分別為嵌入秘密信息后的加密載體圖像"Lena"、"B油oon"、叩eppers"和"Boats"。
【具體實(shí)施方式】
[0034] W下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0035] 在本實(shí)施例中，智能移動(dòng)終端具有內(nèi)存卡和內(nèi)置攝像頭，其中，智能移動(dòng)終端中的 圖像可W通過(guò)內(nèi)存卡從外部終端導(dǎo)入，例如通過(guò)SD卡導(dǎo)入，也可化圍過(guò)內(nèi)置攝像頭拍攝照 片后，W獲取外部圖像。
[0036] W下結(jié)合圖1，對(duì)本實(shí)施例中基于秘密信息加密預(yù)處理的智能移動(dòng)終端圖像隱寫(xiě) 方法作出具體說(shuō)明。該智能移動(dòng)終端圖像隱寫(xiě)方法依次包括如下步驟：
[0037] (1)智能移動(dòng)終端通過(guò)內(nèi)存卡或內(nèi)置攝像頭獲取外部圖像，對(duì)獲取的外部圖像濾 除噪聲，并將濾除噪聲后的外部圖像作為隱寫(xiě)信息的待選原始載體圖像；其中，濾除外部圖 像的噪聲后，可W減少噪聲對(duì)嵌入秘密信屯、過(guò)程的干擾，W提高嵌入效率；
[0038] (2)在待選擇的原始載體圖像中，根據(jù)需要，選擇原始載體圖像C，設(shè)原始載體圖 像C的像素值為CXC，待嵌入的原始秘密信息S為一組長(zhǎng)度為L(zhǎng)的字符串S，記字符串S中 第i個(gè)字符為
[003引 做統(tǒng)計(jì)字符串S中各字符出現(xiàn)的次數(shù)，并計(jì)算出各字符的出現(xiàn)概率，記字符Si的 出現(xiàn)概率為p(Si)，0<p(Si)《1 ;
[0040] 設(shè)待嵌入的原始秘密信息S為字符串"C油cedeacacdeddaa油a油油aa油bacdebac eada"，該字符串的長(zhǎng)度為40,則字符"a"的出現(xiàn)概率為0. 4,字符"b"的出現(xiàn)概率為0. 175， 字符"C"的出現(xiàn)概率為0. 15,字符"d"的出現(xiàn)概率為0. 15,字符"e"的出現(xiàn)概率為0. 125 ; [00川 （4)根據(jù)各字符出現(xiàn)概率從小到大的順序，對(duì)各字符進(jìn)行重新排序，形成一組新的 字符串si，并查找新的字符串Si中出現(xiàn)概率最小的字符；
[0042] 例如，在字符串"C油cedeacacdeddaa油a油油aa油bacdebaceada"中，根據(jù)各字符 出現(xiàn)概率從小到大重新排序后為e(0. 125)、c(0. 15)、d(0. 15)、b(0. 175)、a(0. 4)，其中， e(0. 125)表示字符"e"的出現(xiàn)概率為0. 125;得到重新排序后的新字符串為"ec化a";
[0043] (5) W新字符串中字符從左至右的順序查找，將查找到的出現(xiàn)概率最小的字符組 合相加，形成新的節(jié)點(diǎn)，并將形成的新節(jié)點(diǎn)作為整體與其他未組合的字符重新排序；
[0044] 在