一種離線可控機(jī)制下基于視頻載體的圖像隱藏方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信息隱藏領(lǐng)域，具體涉及一種離線可控機(jī)制下基于視頻載體的圖像隱 藏方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計(jì)算機(jī)時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多的用戶將重要資料如客戶圖像資料、情報(bào)圖像 資料、隱私圖像等，選擇以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)、電腦、手機(jī)、閃存盤、移動(dòng)硬盤等設(shè)備內(nèi)，然 而，現(xiàn)有存在的許多保存方式存在著嚴(yán)重的安全隱患，隱私資料放在電腦里，可能在上網(wǎng)時(shí) 被盜??；資料刪除后照樣能被找回；尤其是私密照片的保存保密最引人擔(dān)憂，隱私安全乃 至機(jī)密安全問題已經(jīng)成為網(wǎng)民的心病，成為社會(huì)的心病?，F(xiàn)今主要如下兩種存儲(chǔ)方式：
[0003] 1、直接存儲(chǔ)在電腦硬盤中
[0004] 電腦硬盤是我們最常選用的一種存儲(chǔ)設(shè)備，但同樣它也是存在數(shù)據(jù)安全隱患最多 的設(shè)備。例如：電腦中隱藏的病毒可能會(huì)增加重要資料被刪除的可能性；電腦因使用不當(dāng) 等原因所造成的硬盤損壞、數(shù)據(jù)丟失；電腦維修時(shí)被不當(dāng)人員盜取重要資料；電腦上網(wǎng)時(shí) 被木馬、黑客攻擊，從而導(dǎo)致重要資料泄露等等。
[0005] 2、存儲(chǔ)在手機(jī)中
[0006] 隨著智能手機(jī)鋪天蓋地涌入人們的日常工作生活中，手機(jī)成為儲(chǔ)存我們隱私的最 主要工具，尤其是在存儲(chǔ)秘密照片方面?？墒鞘謾C(jī)的安全性卻是最差的，現(xiàn)在大量的APK手 機(jī)軟件都存在安全隱患后門，而且丟失手機(jī)會(huì)導(dǎo)致用戶大量的隱私信息泄密。網(wǎng)上各種典 型的手機(jī)丟失導(dǎo)致泄露隱私事件就足以證明手機(jī)作為私密信息存儲(chǔ)設(shè)備存在很大的不足。
[0007] 目前普遍采用數(shù)字水印算法實(shí)現(xiàn)隱藏的有：離散余弦變換（DCT)、離散小波變換 (DWT)、最低有效位（LSB)、奇異值分解（SVD)等。
[0008] 對(duì)于離散余弦變換來(lái)說(shuō)，其在變換域里視頻圖像要比空間域里簡(jiǎn)單，其次具有較 強(qiáng)的抗干擾能力，但是DCT變換后圖像能量主要集中在圖像的低頻部分，沒有保留原圖像 塊的精細(xì)結(jié)構(gòu)，不能反應(yīng)原圖像塊的邊緣、輪廓等信息。
[0009] 對(duì)于離散小波變換來(lái)說(shuō)，其具有自然信號(hào)的時(shí)頻（空頻）局域性特點(diǎn)，因此小波系 數(shù)比較集中，故其具有良好的去相關(guān)特性，有利于壓縮，只不過離散小波變換在進(jìn)行高壓縮 比時(shí)，其得到的圖像質(zhì)量降低很快，需要有更好的系數(shù)組織和編碼方式。
[0010] 對(duì)于LSB算法來(lái)說(shuō)，由于算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，所以其計(jì)算速度快，此外由于其能 在低效位（一般是最后兩位）進(jìn)行嵌入，故對(duì)于256色（8位）RGB圖像，在3層圖像均插入 1/8到1/4消息。但是該算法的不足有：嵌入消息較所花間較長(zhǎng)；只能處理簡(jiǎn)單流格式文 件；為了滿足水印不見性，允許嵌入水印強(qiáng)度較低，對(duì)空域各種操作較敏感；基本LSB算法 抗JPEG壓縮能力弱；魯棒性差等。
[0011] 對(duì)于奇異值分解來(lái)說(shuō)，該算法在圖像方面具有以下優(yōu)勢(shì)：
[0012] 1、一幅圖像的奇異值具有很好的穩(wěn)定性，當(dāng)圖像受到擾動(dòng)時(shí)，奇異值不會(huì)發(fā)生太 大變化。
[0013] 2、奇異值對(duì)應(yīng)圖像的亮度特性，奇異值向量能夠反映圖像的幾何特性。
[0014] 3、利用奇異值矩陣來(lái)重構(gòu)圖像時(shí)，即使忽略后面很小的奇異值也不影響重構(gòu)圖像 的整體質(zhì)量。
[0015] 除以上算法之外，根據(jù)人眼視覺系統(tǒng)對(duì)藍(lán)色最不敏感特性，故將個(gè)人彩色圖像嵌 入RGB幀的B分量中，且個(gè)人彩色圖像的嵌入對(duì)R、G分量不會(huì)造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種離線可控機(jī) 制下基于視頻載體的圖像隱藏方法。
[0017] 技術(shù)方案：本發(fā)明的一種離線可控機(jī)制下基于視頻載體的圖像隱藏方法，先將視 頻的關(guān)鍵幀進(jìn)行2-DWT變換；然后對(duì)子帶進(jìn)行Arnold變換，利用奇異值分解的性質(zhì)和小波 變換的多分辨率特性，將圖像嵌入到置亂后的子帶奇異值中，且當(dāng)視頻受到不同攻擊時(shí)能 實(shí)現(xiàn)圖像的盲提?。痪唧w包括彩色圖像保密存儲(chǔ)和彩色圖像提取查看兩個(gè)步驟：
[0018] 其中，彩圖圖像保密存儲(chǔ)的過程包括：選取視頻的關(guān)鍵幀；對(duì)關(guān)鍵幀的藍(lán)色分量 進(jìn)行一系列的DWT變換和SVD變換；對(duì)要嵌入的圖像進(jìn)行預(yù)處理；以奇異值為單位，將圖像 的奇異值嵌入到幀的奇異值中；幀重構(gòu)；
[0019] 其中，圖像提取查看的過程包括：選取含有圖像的關(guān)鍵幀；對(duì)關(guān)鍵幀的藍(lán)色和綠 色分量分別進(jìn)行一系列DWT變換和DCT變換；將變換后的子帶進(jìn)行奇異值分解；對(duì)圖像進(jìn) 行重構(gòu)；
[0020] 在上述彩圖圖像保密存儲(chǔ)和圖像提取查看的過程中，還分別包括彩色圖像的權(quán)限 加密和授權(quán)解密訪問兩部分，獲取本地Mac地址，將Mac地址與授權(quán)訪問次數(shù)寫入待加密視 頻尾部，將視頻后綴修改為.k文件，將本地視頻進(jìn)行加密，控制視頻訪問權(quán)限，從而保證訪 問隱藏在視頻載體中的圖像的權(quán)限，即授權(quán)訪問彩色圖像分為加密與解密兩部分；
[0021] 其中，加密過程依次為：Mac地址的獲取；設(shè)置訪問權(quán)限；帶有權(quán)限的文件生成；
[0022] 其中，解密過程依次為：訪問文件并驗(yàn)證權(quán)限；權(quán)限審核；更新權(quán)限。
[0023] 在上述過程中，可以看出彩色圖像保密存儲(chǔ)包括對(duì)其進(jìn)行授權(quán)加密（彩色圖片嵌 入到視頻后，將其加密成為一個(gè)特定格式的文件），彩色圖像提取查看過程包括對(duì)彩色圖像 進(jìn)行授權(quán)解密部分（即在滿足訪問條件的情況下先對(duì)該特定格式的文件進(jìn)行解密成為一 個(gè)視頻，然后進(jìn)行圖片的提取查看）。
[0024] 進(jìn)一步的，所述彩色圖像通過數(shù)字水印嵌入的形式嵌入到視頻載體中即彩色圖像 保密存儲(chǔ)的過程如下：
[0025] 1)獲取本機(jī)Mac地址，生成授權(quán)次數(shù)，將加密后的文件修改為自定義類型；
[0026] 2)將載體視頻進(jìn)行分幀處理，根據(jù)公式（1)計(jì)算視頻幀內(nèi)R、G分量中所有像素差 值的絕對(duì)值的和，記為Sk，取Sk值較大的前20幀彩色圖像嵌入的載體；
[0028] 3)取關(guān)鍵幀的B分量進(jìn)行2-DWT變換，得到子帶LH2 ;
[0029] 4)將子帶LH2進(jìn)行Arnold變換，迭代次數(shù)用key 1保存，對(duì)置換后的子帶進(jìn)行DWT 變換，得到子帶HH3 ;
[0030] 5)將HW3進(jìn)行DWT變換，然后對(duì)各子帶進(jìn)行DCT變換，得到的四個(gè)子帶分別記為 LL4、LH4、HL4和HH4,然后將各子帶分別進(jìn)行SVD分解，得到各子帶的奇異值矩陣Sai、Sh^ SvJP Sd i以及對(duì)應(yīng)的U、V矩陣；
[0031] 6)將RGB彩色圖像進(jìn)行分層，得到R圖、G圖和B圖等三個(gè)子圖；
[0032] 7)對(duì)分層后的每個(gè)子圖進(jìn)行Arnold變換，對(duì)置換后的子圖分別進(jìn)行DWT和DCT變 換，對(duì)變換后的各子帶進(jìn)行SVD分解，得到子圖中的各子帶的奇異值矩陣Swa^ Swh^ Swv^ SwdJP對(duì)應(yīng)的Uw、Vw和矩陣；
[0033] 8)將子圖中各子帶的奇異值分別嵌入到對(duì)應(yīng)的子帶LL4、LH4、HL4和HH4的奇異 值中；
[0034] Snk= Sk+akSwk (2)
[0035] 其中，Sk表示 Sa 丨、Sh^ Sv1、SdySw k表示 Swa i、Swh^ Swv0 Swdya 1<表示不同子帶的 嵌入強(qiáng)度；
[0036] 9) LL4、LH4、HL4和HH4各塊進(jìn)行奇異值重構(gòu)，再經(jīng)過DCT逆變換和2級(jí)DWT逆變 換得到含子圖的子帶LH2_;
[0037] 10)將LH2_進(jìn)行Arnold反置換，然后進(jìn)行2-IDWT _變換，可以得到含所有子圖 的視頻