一種基于小波絕對(duì)矩的圖像lsb匹配隱寫的密鑰還原方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于小波絕對(duì)矩的圖像LSB匹配隱 寫的密鑰還原方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字隱寫是在圖像、視頻或音頻等多媒體數(shù)據(jù)的冗余中嵌入秘密信息，W實(shí)現(xiàn)隱 蔽通信的一種技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字隱寫已經(jīng)成為信息安全領(lǐng) 域的重要技術(shù)之一，其可被用于個(gè)人和企業(yè)間的保密通信。與之同時(shí)，企業(yè)員工或者政府職 員也可能利用數(shù)字隱寫將內(nèi)部信息隱藏于看似正常的數(shù)字圖像、音頻或視頻等多媒體數(shù)據(jù) 中泄露出去，W逃避監(jiān)管。在眾多的隱寫方法中，LSB匹配隱寫由于其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單和隱蔽性強(qiáng) 的特點(diǎn)，已經(jīng)被推廣至多種不同的數(shù)字媒體，并發(fā)展出許多各具特點(diǎn)的改進(jìn)版本。因此，對(duì) LSB匹配隱寫的取證已經(jīng)成為取證隱寫分析方向的研究重點(diǎn)之一。
[0003] 當(dāng)前，LSB匹配隱寫取證方面的研究，不僅包括LSB匹配隱寫的隱密圖像檢測(cè)，還包 括LSB匹配隱寫的嵌入率估計(jì)和隱密位置估計(jì)。其中，LSB匹配隱寫的隱密圖像檢測(cè)是當(dāng)前 LSB匹配隱寫取證方面研究的重點(diǎn)，檢測(cè)方法主要可分為兩類:基于通用特征的檢測(cè)方法和 基于特定特征的檢測(cè)方法。前者主要利用一些通用盲檢測(cè)特征(如共生矩陣）訓(xùn)練分類器實(shí) 現(xiàn)LSB匹配隱寫的隱密圖像檢測(cè)，后者主要利用一些針對(duì)LSB匹配隱寫的特定隱寫檢測(cè)特征 (如直方圖特征函數(shù)和小波絕對(duì)矩)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。LSB匹配隱寫的嵌入率估計(jì)的主要方法有最 大似然估計(jì)法、基于相鄰像素對(duì)轉(zhuǎn)移的方法和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法等。LSB匹配隱寫的隱密 位置估計(jì)方法主要有基于貝葉斯的隱密位置估計(jì)方法和基于小波絕對(duì)矩的隱密位置估計(jì) 方法。
[0004] 上述方法豐富了 LSB匹配隱寫取證的手段，為防止LSB匹配隱寫被不法分子濫用提 供了技術(shù)支持。然而，隱寫取證的最終目的在于恢復(fù)嵌入的秘密信息。而很多隱寫軟件在嵌 入信息時(shí)都要根據(jù)隱寫密鑰選取一定數(shù)量的像素 W嵌入信息。因此，如何正確還原隱寫密 鑰已經(jīng)成為L(zhǎng)SB匹配隱寫取證中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種基于小波絕對(duì)矩的圖像LSB匹配隱寫的密鑰還原方法， 能夠在已知嵌入位置選取機(jī)制，且在嵌入位置僅由隱寫密鑰確定的前提下判別隱寫密鑰的 真?zhèn)?，并確定疑似隱寫密鑰。
[0006] 本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0007] -種基于小波絕對(duì)矩的圖像LSB匹配隱寫的密鑰還原方法，對(duì)于密鑰空間或者密 鑰字典中每個(gè)可能的隱寫密鑰，分別依次執(zhí)行W下步驟：
[0008] A:設(shè)置隱寫信息長(zhǎng)度估計(jì)值L，采用已知的嵌入位置選取機(jī)制，根據(jù)每個(gè)可能的隱 寫密鑰k生成長(zhǎng)度為L(zhǎng)的巧聯(lián)路徑化血，Pathk= ili2…iL，其中ii，i2，…，iL分別為根據(jù)可能 的隱寫密鑰k得到的第1，2，…，L個(gè)可能的嵌入位置；
[0009] B:采用小波絕對(duì)矩剩余計(jì)算方法計(jì)算待檢測(cè)圖像中每個(gè)位置的小波絕對(duì)矩剩余， 然后分別計(jì)算位于待檢測(cè)圖像中測(cè)試路徑內(nèi)的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值 馬W及待檢測(cè)圖像中位于測(cè)試路徑外的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值環(huán);：
[0010] C:計(jì)算位于測(cè)試路徑內(nèi)的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值和位于測(cè) 試路徑外的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值馬的差值dk，=馬-瑪；
[0011] D:從計(jì)算得到的多個(gè)可能的隱寫密鑰所對(duì)應(yīng)的差值dk中，選取1個(gè)或多個(gè)最大的 差值dk所對(duì)應(yīng)的隱寫密鑰作為還原的疑似隱寫密鑰。
[0012] 所述的步驟B中，位于測(cè)試路徑內(nèi)的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值馬 的計(jì)算方法如下：
[0013] Bll:采用濾波器對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)行一級(jí)小波分解，得到低頻子帶、水平子帶H、垂 直子帶V和對(duì)角子帶D;
[0014] B12:基于N個(gè)不同尺寸的窗口分別計(jì)算水平子帶H、垂直子帶V和對(duì)角子帶D中每個(gè) 位置i的局部方差的最大后驗(yàn)概率估計(jì)VI，計(jì)算公式如下：
[0015] -
- - - (1)
[0016] 其中?表示小波子帶W中W第i個(gè)位置的系數(shù)為中屯、的NXN鄰域中所有系數(shù)的 平方均值，胖￡化，￥，〇}，^7含二0. 5;
[0017] B13:將低頻子帶置0,對(duì)水平子帶H、垂直子帶V和對(duì)角子帶D的每個(gè)系數(shù)進(jìn)行 quasi-Wiener 濾波：
[001引
但)
[0019]其中，Rw,康示經(jīng)過濾波后的小波子帶W的第i個(gè)位置的系數(shù)，W康示濾波前的小波 子帶W的第i個(gè)位置的系數(shù)；
[0020] B14:將步驟B13中得到的系數(shù)Rw,1逆小波變換至空域，將變換后每個(gè)位置的值作為 對(duì)應(yīng)位置的小波絕對(duì)矩剩余ri;
[0021] B15:求得測(cè)試路徑內(nèi)的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值馬。
[0022] 所述的步驟B中，位于測(cè)試路徑外的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值巧 的計(jì)算方法如下：
[0023] B21:采用濾波器對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)行一級(jí)小波分解，得到低頻子帶、水平子帶H、垂 直子帶V和對(duì)角子帶D;
[0024] B22:基于N個(gè)不同尺寸的窗口分別計(jì)算水平子帶H、垂直子帶V和對(duì)角子帶D中每個(gè) 位置i的局部方差的最大后驗(yàn)概率估計(jì)VI，計(jì)算公式如下：
[0025] 巧料' =max化 min(，布，? V杳.Z''，'，'去.，）) !
[0026] 其中v^^，，表示小波子帶W中W第i個(gè)位置的系數(shù)為中屯、的NXN鄰域中所有系數(shù)的 平方均值，we化，V，D}，巧號(hào)=0,百；
[0027] B23:將低頻子帶置0,對(duì)水平子帶H、垂直子帶V和對(duì)角子帶D的每個(gè)系數(shù)進(jìn)行 quasi-Wiener 濾波：
[002引
；
[0029] 其中，其中，Rw,1表示經(jīng)過濾波后的小波子帶W的第i個(gè)位置的系數(shù)，Wi表示濾波前 的小波子帶W的第i個(gè)位置的系數(shù)；
[0030] B24:將步驟B23中得到的系數(shù)Rw,1逆小波變換至空域，將變換后每個(gè)位置的值作為 對(duì)應(yīng)位置的小波絕對(duì)矩剩余ri;
[0031] B25:求得位于測(cè)試路徑外的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值瑪。
[0032] 采用8-化P化Ubechies濾波器對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)行一級(jí)小波分解。
[0033] 采用4個(gè)不同尺寸的窗口分別計(jì)算水平子帶H、垂直子帶V和對(duì)角子帶D中每個(gè)位置 i的局部方差的最大后驗(yàn)概率估計(jì)VI。
[0034] 本發(fā)明對(duì)密鑰空間或者密鑰字典中每個(gè)可能的密鑰，首先生成長(zhǎng)度為L(zhǎng)的測(cè)試路 徑，然后利用小波絕對(duì)矩剩余計(jì)算方法分別計(jì)算位于待檢測(cè)圖像中測(cè)試路徑內(nèi)的所有位置 的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值馬W及待檢測(cè)圖像中位于測(cè)試路徑外的所有位置的小波 絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值巧，最終根據(jù)它們的差值為=馬-巧確定判別隱寫密鑰的真 偽，極大地提高了隱寫密鑰真?zhèn)闻袛嗟男屎蜏?zhǔn)確度。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] W下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作W詳細(xì)的描述：
[0037] 如圖1所示，本發(fā)明所述的基于小波絕對(duì)矩的圖像LSB匹配隱寫的密鑰還原方法， 對(duì)于密鑰空間或者密鑰字典中每個(gè)可能的隱寫密鑰，分別依次執(zhí)行W下步驟：
[0038] A:設(shè)置隱寫信息長(zhǎng)度估計(jì)值L，采用已知的嵌入位置選取機(jī)制，根據(jù)每個(gè)可能的隱 寫密鑰k生成長(zhǎng)度為L(zhǎng)的測(cè)試路徑化血，化thk=ili2…iL，其中il，i2,…，iL分別為根據(jù)可能 的隱寫密鑰k得到的第1，2，…，L個(gè)可能的嵌入位置。
[0039] B:采用小波絕對(duì)矩剩余計(jì)算方法計(jì)算待檢測(cè)圖像中每個(gè)位置的小波絕對(duì)矩剩余， 然后分別計(jì)算位于待檢測(cè)圖像中測(cè)試路徑內(nèi)的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值 運(yùn)W及待檢測(cè)圖像中位于測(cè)試路徑外的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值巧。
[0040] 所述的步驟B中，位于測(cè)試路徑內(nèi)的所有位置的小波絕對(duì)矩剩余的絕對(duì)平均值馬 的計(jì)算方法如下：
[0041] Bll:采用濾波器對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)行一級(jí)小波分解，得到低頻子帶、水平子帶H、垂 直子帶V和對(duì)角子帶D;濾波器可采用8-化P化ubechies濾波器。
[0042] B12:基于N個(gè)不同尺寸的窗口分別計(jì)算水平子帶H、垂直子帶V和對(duì)角子帶D中每個(gè) 位置i的局部方差的最大后驗(yàn)概率估計(jì)VI，計(jì)算公式如下：
[00創(chuàng) V巧'!' = n獄(0, min(Vj)!/.V再，V心.,1 在.)巧^) (1)
[0044] 其中V#，,?表示小波子帶W中W第i個(gè)位置的系數(shù)為中屯、的NXN鄰域中所有系數(shù)的 平方均值，We化，V，D}，化5;本實(shí)施例中，可采用4個(gè)不同尺寸的窗口。
[0045] B13:將低頻子帶置0,對(duì)水平子帶H、垂直子帶V和對(duì)角子帶D的每個(gè)系數(shù)進(jìn)行 quasi-Wiener 濾波：
[0046]
恒）
[0047] 其中，Rw,1表示經(jīng)過濾波后的小波子帶W的第i個(gè)位置的系數(shù)，Wi表示濾波前的小波 子帶W的第i個(gè)位置的系數(shù)；
[004引B14:將步驟B13中得到的系數(shù)Rw,1逆小波變換至空域，將變換后每個(gè)位置的值作為 對(duì)應(yīng)位