本發(fā)明屬于計算機信息安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種JPEG圖像信息隱藏方法，尤其涉及一種基于紋理復(fù)雜度的JPEG圖像自適應(yīng)隱寫方法。
背景技術(shù)：
隱寫術(shù)是利用信息隱藏技術(shù)實現(xiàn)隱蔽通信的技術(shù)?，F(xiàn)代的隱寫術(shù)主要依托多媒體文件為載體，將秘密信息嵌入其中，從而隱藏消息的存在性。
JPEG作為目前互聯(lián)網(wǎng)上進行圖像傳輸時最常用的圖像格式，以JPEG圖像作為載體的隱寫研究成為了圖像隱寫領(lǐng)域的熱點。
圖像隱寫經(jīng)過最初的LSB替換隱寫，MLSB替換隱寫等，后來將編碼引入，直到現(xiàn)在發(fā)展到了根據(jù)載體內(nèi)容自適應(yīng)嵌入保持最小失真方法。隨著STCs算法的提出，自適應(yīng)隱寫成為了隱寫術(shù)設(shè)計的熱點。STCs算法將卷積編碼和維特比算法結(jié)合起來，通過針對載體的特性設(shè)計不同的失真模型，并據(jù)此選擇嵌入信息的位置?；赟TC算法優(yōu)秀的編碼性能，自適應(yīng)隱寫的設(shè)計可以側(cè)重于失真代價度量函數(shù)的設(shè)計。
目前JPEG圖像隱寫算法大多是基于圖像的某種統(tǒng)計特性，設(shè)計嵌入函數(shù)，使得在嵌入時保持整體改動最小。這樣雖然能提高隱寫效率，保持較好的隱蔽性，但從圖像的紋理方面考慮，上述算法可能在一些紋理特征上比較平滑的地方進行改動，從視覺上帶來細微的變化。同時，在一些紋理復(fù)雜的地方改動較少，沒有利用好復(fù)雜紋理所帶來的良好的隱蔽性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明針對圖像紋理復(fù)雜度設(shè)計相應(yīng)的失真代價函數(shù)，提出了一種基于圖像紋理復(fù)雜度的JPEG圖像隱寫方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于紋理復(fù)雜度的JPEG圖像自適應(yīng)隱寫方法，其特征在于：包括隱寫嵌入方法和信息提取方法；
所述隱寫嵌入方法，其具體實現(xiàn)包括以下步驟：
步驟A1：對JPEG圖像解壓縮成灰度圖像，對灰度圖進行分塊；
步驟A2：針對每一個分塊計算出基于每個塊的失真代價；
步驟A3：提取出該JPEG圖像所用的量化表，計算出基于每一個DCT系數(shù)的失真代價；
步驟A4：按照先塊內(nèi)行掃描再塊間行掃描的方式，取出值為非0的DCT系數(shù)中的AC系數(shù)的LSB，形成比特流，然后對此比特流進行置亂操作，得到置亂后的比特流c；
步驟A5：利用STCs編碼和已經(jīng)設(shè)計好的失真代價函數(shù)將要嵌入的隱秘信息比特流m嵌入到比特流c中，得到載密比特流s，將s按照密鑰key進行恢復(fù)原始順序，將s比特流和原DCT系數(shù)相結(jié)合得到載密的DCT系數(shù)；
步驟A6：對載密的DCT系數(shù)進行JPEG壓縮標準中的后續(xù)操作形成JPEG圖像，完成秘密信息嵌入過程，得到載密圖像；
所述信息提取方法，其具體實現(xiàn)包括以下步驟：
步驟B1：提取出載密圖像的DCT系數(shù)，按照先塊內(nèi)再塊間的行掃描方式得到非0的DCT系數(shù)中的AC系數(shù)，然后取其LSB位形成比特流s；
步驟B2：利用密鑰key對比特流s進行置亂，然后結(jié)合STCs編碼的提取過程進行計算得到秘密信息比特流m，完成整個提取過程。
本發(fā)明利用與JPEG圖像DCT塊對應(yīng)的像素塊的灰度共生矩陣來計算分塊的紋理復(fù)雜度，并設(shè)計相應(yīng)的失真代價函數(shù)，結(jié)合均勻嵌入的思想，使用STCs編碼將嵌入修改均勻分布到絕對值不同的非零DCT系數(shù)上。本發(fā)明生成的圖像具有比特率低，畫面質(zhì)量高，反檢測能力強等優(yōu)點。
具體實施方式
為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，應(yīng)當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供的一種基于紋理復(fù)雜度的JPEG圖像自適應(yīng)隱寫方法，包括隱寫嵌入方法和信息提取方法；
隱寫嵌入方法，其具體實現(xiàn)包括以下步驟：
步驟A1：對JPEG圖像解壓縮成灰度圖像，對該灰度圖進行類似JPEG標準壓縮算法中的8×8分塊；
步驟A2：針對每一個分塊計算出基于每個塊的失真代價；
計算出基于每個塊的失真代價，其計算公式為：
ρent＝1/T(B(k))θ (式2)
其中，p(i,j)代表圖像的灰度矩陣第i行第j列元素，B(k)代表某一個N×N的子塊，N為子塊的分塊大小，單位為像素，通常設(shè)置為8；θ為失真代價函數(shù)所設(shè)置的參數(shù)，通常設(shè)置為2；T(B(k))即代表這一個子塊的紋理復(fù)雜度，ρent為該子塊的失真代價。
步驟A3：提取出該JPEG圖像所用的量化表，計算出基于每一個DCT系數(shù)的失真代價；
計算出基于每一個DCT系數(shù)的失真代價，其計算公式為：
ρf＝q2 (式3)
ρk＝ρf·ρent (式4)
其中，q為量化步長，ρk為第k個DCT系數(shù)的失真定義，cij是(i,j)位置的DCT系數(shù)；αia和αir是為了滿足相加的性質(zhì)而設(shè)置的調(diào)整參數(shù)，dia∈Nia，dir∈Nir，Nia和Nir分別表示cij的塊內(nèi)和塊間相鄰系數(shù)；
Nia＝{ci+,j,ci-,j,ci,j+,ci,j-}，Nir＝{ci+8,j,ci-8,j,ci,j+8,ci,j-8}；
若cij可能處于圖像的邊界上，則在鄰近系數(shù)的計算上不存在的點不計入計算；ρij即為對應(yīng)塊的DCT系數(shù)失真代價。
步驟A4：按照先塊內(nèi)行掃描再塊間行掃描的方式，取出值為非0的DCT系數(shù)中的AC系數(shù)的LSB，形成比特流，然后對此比特流進行置亂操作，得到置亂后的比特流c；
步驟A5：利用STCs編碼和已經(jīng)設(shè)計好的失真代價函數(shù)將要嵌入的隱秘信息比特流m嵌入到比特流c中，得到載密比特流s，將s按照密鑰key進行恢復(fù)原始順序，將s比特流和原DCT系數(shù)相結(jié)合得到載密的DCT系數(shù)；
步驟A6：對載密的DCT系數(shù)進行熵編碼等JPEG壓縮標準中的后續(xù)操作形成JPEG圖像，完成秘密信息嵌入過程，得到載密圖像；
信息提取方法，其具體實現(xiàn)包括以下步驟：
步驟B1：提取出載密圖像的DCT系數(shù)，按照先塊內(nèi)再塊間的行掃描方式得到非0的DCT系數(shù)中的AC系數(shù)，然后取其LSB位形成比特流s；
步驟B2：利用密鑰key對比特流s進行置亂，然后結(jié)合STCs編碼的提取過程進行計算得到秘密信息比特流m，完成整個提取過程。
本發(fā)明能夠結(jié)合圖像載體自身特點，自適應(yīng)動態(tài)選擇圖像中紋理較復(fù)雜的區(qū)域進行嵌入，且利用STCs編碼能使圖像改動最小，畫面質(zhì)量得到很好保持，并具有很好的反檢測能力。
應(yīng)當理解的是，本說明書未詳細闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
應(yīng)當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。