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专利号: 2019107119029
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种结合最小闭包编码的字符画生成式隐藏方法,其特征在于,包括以下步骤:第1步:输入2值秘密比特序列S=(si)l;分辨率为m0×n0的r阶灰度掩体图像使用指定字号的字符0和1按最小闭包编码策略产生编码字符图像;

第2步:将图像 转换为2值半色调图像

第3步:将S备份τ份,作为B=(bi)τ·l;由密钥k0生成随机坐标序列Z=(zi=(xi,yi))τ·l,(xi,yi)∈m0×n0且Z中的坐标两两不等;由密钥k1生成2值随机参考矩阵初始化空白含密掩体图像

第4步:通过密钥k2将B=(bi)τ·l加密为F=(fi)τ·l;

第5步:对于T′中的每个元素t′x,y,从编码字符图像中选取特定的字符图像,并将选中的字符图像放置在M上,其中,若t′x,y的坐标(x,y)属于Z且对应为Z中的第i个坐标(xi,yi),则需根据F和Z的对应关系来选取特定的字符图像来表达嵌入的信息fi;

第6步:反复执行第5步直至所有的t′x,y处理完毕,将此时的M输出作为生成的字符画。

2.如权利要求1所述的一种结合最小闭包编码的字符画生成式隐藏方法,其特征在于,第1步中,使用指定字号的字符0和1按最小闭包编码策略产生编码字符图像的具体方法是:计算指定字号的字符0和1所占用的最小编码正方形的边长,通过调整字符0和1在最小编码正方形中的位置来产生编码字符图像;

第2步中,将图像 转换为2值半色调图像 的具体方法是误差扩散法;

第4步中,通过密钥k2将B=(bi)τ·l加密为F=(fi)τ·l的具体方法是:通过密钥k2将B=(bi)τ·l异或加密为F=(fi)τ·l。

3.如权利要求2所述的一种结合最小闭包编码的字符画生成式隐藏方法,其特征在于,第1步中,计算指定字号的字符0和1所占用的最小编码正方形的边长,通过调整字符0和1在最小编码正方形中的位置来产生编码字符图像的具体方法是:

1.1)输入指定字号的字符0和1;

1.2)确定能同时容纳单个字符0和1的最小外包矩形,记该最小外包矩形的高度为m1,宽度为n1,按式(1)确定容纳单个字符0和1的最小外包正方形的边长l1;

l1=max(m1,n1)              (1)

1.3)将指定字号的字符0和1依次分别放置在l1×l1正方形图像的最左侧和最右侧,将对应的正方形图像输出,输出的正方形图像包括4幅分辨率为l1×l1的字符图像其中, 对应的是将0字符放置在最小外包正方形的最左侧和最右侧的正方形图像; 对应的则是将1字符放置在最小外包正方形的最左侧和最右侧的正方形图像;

第4步中,通过密钥k2将B=(bi)τ·l异或加密为F=(fi)τ·l的具体方法是:由密钥k2生成与F=(fi)τ·l等长的随机2值整数序列R=(ri)τ·l,对B=(bi)τ·l按式(5)进行异或加密得到F=(fi)τ·l;

式(5)中,符号 表示异或加密。

4.如权利要求2所述的一种结合最小闭包编码的字符画生成式隐藏方法,其特征在于,第2步中,将T转换为2值半色调图像 的具体方法是:

2.1)对于T中的每个元素ti,j,按式(2)将ti,j映射为t′i,j;

2.2)按式(3)计算误差Δi,j,将Δi,j按式(4)分布到ti,j周围8领域的像素点上;

Δi,j=ti,j-t′i,j·2r-1-2r-2                  (3)tx,y=Range(tx,y+Δi,j/NC,0,2r-1)           (4)式(4)中,(x,y)∈{(i-1,j-1),(i-1,j),(i-1,j+1),(i,j-1),(i,j+1),(i+1,j-1),(i+

1,j),(i+1,j+1)},NC是ti,j周围8领域未按式(2)处理的有效像素的个数;

2.3)若T中所有元素ti,j都处理完毕,则将T′输出作为2值半色调图像,反之则转2.1)步;

第3步中,将S备份τ份,作为B=(bi)τ·l的具体方法是将τ个S顺次连接作为B。

5.如权利要求3所述的一种结合最小闭包编码的字符画生成式隐藏方法,其特征在于,第3步中,初始化空白含密掩体图像 其中,m2,n2满足的约束是式(6):第5步的具体方法是:

5.1)对于T′中的每个元素t′x,y,若t′x,y的坐标(x,y)属于Z且对应为Z中的第i个坐标(xi,yi),则从F=(fi)τ·l中截取第i个2值比特fi,从C中读取cx,y,按式(7)生成2值比特bcur;

若 则将bcur=cx,y;

5.2)按式(8)从 中选取字符图像D,将D放置在M中以(x·l1,y·l1)为起点,大小为l1×l1的图像块上;

6.如权利要求3所述的结合误差扩散的字符画生成式伪装方法,其特征在于,第3步中,由密钥k0生成随机坐标序列Z的具体操作过程为:

3.1a)选取大于1的正整数作为k0;

3.2a)按式(15)将k0映射为 再将 作为rr∈(0,1)按式(16)进行自迭代,以产生下一个rr∈(0,1);

其中,IFF()为条件判断函数,第1个参数为判断条件,第2个参数为判断条件为真时的计算结果,第3个参数为判断条件为假时的计算结果;符号 为向下取整符号;max-1()表示排除1的最大值,min-0()表示排除0的最小值;

3.3a)将3.2a)进行迭代,以产生相邻随机数rr0,rr1,然后将产生的相邻随机数rr0,rr1按式(17)量化为(x,y)∈m0×n0;

3.4a)重复3.2a)3.3a),直至产生预设数量的m0×n0范围内的随机坐标;

第3步中,由密钥k1生成2值随机参考矩阵 的具体操作为:

3.1b)选取大于1的正整数作为k1;

3.2b)按式(15)将k1映射为 再将 作为rr∈(0,1)按式(16)自迭代生成下一个rr∈(0,1);

3.3b)将3.2b)进行迭代,得到m0n0个随机数rri,j,i=0,1,…,m0-1,j=0,1,…,n0-1,再将产生的m0n0个随机数rri,j,i=0,1,…,m0-1,j=0,1,…,n0-1按式(18)量化,得到ci,j,进而得到第4步中,由密钥k2生成随机2值整数序列R=(ri)τl的具体操作过程为:

4.1)选取大于1的正整数作为k2;

4.2)按式(15)将k2映射为 再将 作为rr∈(0,1)按式(16)进行自迭代以产生下一个rr∈(0,1);

4.3)迭代4.2),得到τ·l个随机数rri,i=0,1,…,τ·l-1;

4.4)将产生的τ·l个随机数rri,i=0,1,…,τ·l-1按式(19)量化为ri,从而得到R=(ri)τl;

7.一种结合最小闭包编码的字符画生成式恢复方法,其特征在于,基于权利要求1-6中任一项所述的一种结合最小闭包编码的字符画生成式隐藏方法,包括以下步骤:第1步:输入嵌密掩体图像 和密钥k0,k1,k2;2值秘密比特序列长度l,使用指定字号的字符0和1按最小闭包编码策略产生编码字符图像;

第2步:由密钥k0生成长度为τ·l的随机坐标序列Z=(zi=(xi,yi))τ·l,(xi,yi)∈m0×n0且Z中的坐标两两不等;

第3步:对随机坐标序列Z中的每个坐标(xi,yi),根据(xi,yi)在M中截取与编码字符图像大小相等的图像块D,从编码字符图像中选取与D最接近的编码字符图像,提取出D所代表的

2值比特bcur,结合密钥k1将bcur解码为2值比特fi;

第4步:将所有的fi,i=0,1,…,τ·l-1构成的序列作为F=(fi)τ·l,结合密钥k2将F解码为 B= (b i)τ·l ,将 B 划 分为τ个 长 度为 l 的 2值 秘 密比 特 序 列 备 份第5步:根据S0,S1,…,Sτ-1对应位置的元素 计算2值秘密比特si和si的认证值ei,将si,i=0,1,…,l-1作为提取的秘密信息S,将ei,i=0,1,…,l-1作为对应的认证序列E。

8.如权利要求7所述的一种结合最小闭包编码的字符画生成式恢复方法,其特征在于,第1步中,使用指定字号的字符0和1按最小闭包编码策略产生编码字符图像的具体方法是:计算指定字号的字符0和1所占用的最小编码正方形,通过调整字符0和1在最小编码正方形中的位置来产生编码字符图像;

第3步中,结合密钥k1将bcur解码为2值比特fi的具体方法是:由密钥k1生成2值随机矩阵 按式(9)将bcur解码为2值比特fi;

第4步中,结合密钥k2将F解码为B=(bi)τ·l的具体方法是:由密钥k2生成随机2值整数序列R=(ri)τ·l,然后按式(10)进行解码:

9.如权利要求8所述的一种结合最小闭包编码的字符画生成式恢复方法,其特征在于,第1步中,计算指定字号的字符0和1所占用的最小编码正方形,通过调整字符0和1在最小编码正方形中的位置来产生编码字符图像的具体方法是:

1.1)输入指定字号的字符0和1;

1.2)确定能同时容纳单个字符0和1的最小外包矩形,记该最小外包矩形的高度为m1,宽度为n1,按式(1)确定容纳单个字符0和1的最小外包正方形边长l1;

1.3)将指定字号的字符0和1依次分别放置在l1×l1正方形图像的最左侧和最右侧,将对应的正方形图像输出,输出的正方形图像包括4幅分辨率为l1×l1的字符图像其中, 对应的是将0字符放置在最小外包正方形的最左侧和最右侧的正方形图像; 对应的则是将1字符放置在最小外包正方形的最左侧和最右侧的正方形图像;

第2步中,m0,n0满足的约束是式(11):

第3步中,根据(xi,yi)在M中截取与编码字符图像大小相等的图像块D的具体方法是:在M中以(xi·l1,yi·l1)为左上角起点,截取分辨率为l1×l1的图像块D。

10.如权利要求9所述的一种结合最小闭包编码的字符画生成式恢复方法,其特征在于,第3步中,从编码字符图像中选取最接近的编码字符图像,提取出D所代表的2值比特bcur的具体方法是:按式(12)从 选取最接近的字符图像 然后提取出D所代表的2值比特bcur,

式(12)中,符号|| ||2表示矩阵的2范数;

第5步中,根据S0,S1,…,Sτ-1对应位置的元素 计算2值秘密比特si和si的认证值ei的具体方法是:

5.1)分别统计 中为0和为1的数量N0和N1;

5.2)按式(13)计算si:

式(13)中,rand(2)用于产生[0,2)范围内的随机数,符号 用于向下取整符号;

用于随机产生0或1的随机数;

5.3)按式(14)计算ei:

第3步中,由密钥k0生成随机坐标序列Z的具体操作过程为:

3.1a)选取大于1的正整数作为k0;

3.2a)按式(15)将k0映射为 再将 作为rr∈(0,1)按式(16)进行自迭代以产生下一个rr∈(0,1);

3.3a)将3.2a)进行迭代,以产生相邻随机数rr0,rr1,然后将产生的相邻随机数rr0,rr1按式(17)量化为(x,y)∈m0×n0;

3.4a)重复3.2a)-3.3a),直至产生预设数量的m0×n0范围内的随机坐标;

第3步中,由密钥k1生成2值随机参考矩阵 的具体操作过程为:

3.1b)选取大于1的正整数作为k1,按式(15)将k1映射为

3.2b)将 作为rr∈(0,1)按式(16)进行自迭代,以产生下一个rr∈(0,1);

3.3b)将3.2b)进行迭代,得到m0n0个随机数rri,j,i=0,1,…,m0-1,j=0,1,…,n0-1,再将产生的m0n0个随机数rri,j,i=0,1,…,m0-1,j=0,1,…,n0-1按式(18)量化,得到ci,j,进而得到第4步中,由密钥k2生成随机2值整数序列R=(ri)τl的具体操作过程为:

4.1)选取大于1的正整数作为k2;

4.2)按式(15)将k2映射为 再将 作为rr∈(0,1)按式(16)进行自迭代以产生下一个rr∈(0,1);

4.3)迭代4.2),得到τ·l个随机数rri,i=0,1,…,τ·l-1;

4.4)将产生的τ·l个随机数rri,i=0,1,…,τ·l-1按式(19)量化为ri,从而得到R=(ri)τl;