CN103442156A - 基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法，所述移动智能终端包括秘密信息嵌入器、秘密信息提取器和彩信发送器，移动智能终端针对不同的使用用途，选择图像，若需要嵌入秘密信息，则选择原始图片，若需要提取秘密信息，则选择载密图片；将选择的原始图片传入秘密信息嵌入器进行秘密信息嵌入操作，将载密图片传入秘密信息提取器进行秘密信息提取操作；若当前操作为秘密信息嵌入操作，将嵌入秘密信息后的载密图片传入彩信发送器，通过彩信的方式将载密图片发送给接收者。与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明实现了在移动智能终端中实现秘密信息嵌入、彩信发送和秘密信息提取功能，增强了***安全性，同时提高了彩信发送效率。

Description

基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法

技术领域

本发明涉及一种基于移动智能终端的图像隐写方法和秘密信息提取方法。

背景技术

随着移动互联网时代的来临，以Android、iOS和Windows Phone8为代表的移动智能终端得到广泛的应用。通过使用移动智能终端，人们每天相互之间传递信息，已经成为人们学习、工作和生活中都离不开的必需工具。移动信息业务中的彩信服务，丰富了人们之间交流的方式，同时也方便了很多手机用户。随着3G网络的发展，数据通信成为大势所趋，而彩信作为数据通信的代表，成为广大用户的首选。利用彩信业务，用户彼此可以传送内容更为丰富的多媒体信息，如图片、音频和视频信息等。彩信作为用户之间相互交流的信息之一，一般视为隐私信息，甚至是需要保密的隐私信息，因此在传输过程中，不希望被其他人截取。针对这一问题，保护移动终端彩信信息的一些技术陆续被提出。其中密码学技术和隐写术被认为是两个最佳的解决方案，但是两者对信息保护的原理不一样。密码学技术通过对彩信内容进行加密，将其变为一串不可识别的乱码达到保护信息的目的，该技术容易引起窃取者的注意，激发窃取者的破解欲望。而隐写术则是将秘密信息隐藏于公共传输的彩信附件里，通过隐蔽秘密信息通信的事实避免引起窃密者的注意；相比之下，隐写术是一个更好的解决方案。

利用移动智能终端可以传递文本、图像、音频和视频等载体文件，而其中对于图像文件的隐写方法较为重要和关键。截至目前，基于桌面PC的图像隐写方法被较多的研究和应用，而针对新一代移动智能终端的隐写方法却很少见。因此，针对现实需求，基于新一代移动智能终端的图像隐写术研究具有广阔的前景。

与桌面PC相比，移动智能终端具有容量空间的局限性、软硬件资源有限的特点，直接将现有的图像隐写方法用到移动智能终端上，将会使移动智能终端的图像隐写效率低下，带来不佳的用户体验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于移动智能终端的图像隐写方法和秘密信息提取方法，该方法能在移动智能终端中实现秘密信息嵌入、彩信发送和秘密信息提取功能，增强了***安全性，同时提高了彩信发送效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法，其特征在于：所述移动智能终端包括秘密信息嵌入器、秘密信息提取器和彩信发送器，移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法包括如下步骤：

1、首先针对不同的使用用途，选择图像，若需要嵌入秘密信息，则选择原始图片，若需要提取秘密信息，则选择载密图片；

2、然后将选择的原始图片传入秘密信息嵌入器进行秘密信息嵌入操作，将载密图片传入秘密信息提取器进行秘密信息提取操作；

3、若当前操作为秘密信息嵌入操作，将嵌入秘密信息后的载密图片传入彩信发送器，通过彩信的方式将载密图片发送给接收者；

上述步骤2中，秘密信息嵌入器对秘密信息进行嵌入操作的过程包含：如下步骤：

(1)、采用zigzag扫描方式，以从上到下的顺序，将大小为N₁×N₂的二维原始图像I的像素信息转换为一组连续不重叠的一维像素值数据，相邻的两个像素值为一组，并将每一组像素值用W_i表示，W_i中的一对像素值用(x_i,y_i)表示,0≤i≤N₁×N₂/2，然后由d_i=|x_i-y_i|，计算每对像素值的差值；

(2)、将秘密信息S转为十进制整数q；

(3)、将(1)计算的d_i值划分为四个区间T_j，j=1,2,3,4，其中T₁的区间范围为[0,15],T₁的宽度为16，嵌入参数为3，使用的嵌入进制***为25；T₂的区间范围为[16,47],T₂的宽度为32，嵌入参数为4，使用的嵌入进制***为41；T₃的区间范围为[48,111],T₃的宽度为64，嵌入参数为5，使用的嵌入进制***为61；T₄的区间范围为[112,255],T₄的宽度为144，嵌入参数为6，使用的嵌入进制***为85；根据(1)计算的d_i值，得到d_i所属的范围T_j，根据T_j，得到此像素组的嵌入参数，然后利用公式B(d_i)=2k²+2k+1得到该像素组所在区域所使用的嵌入式进制***B(d_i)，其中k为嵌入参数；；

(4)、由公式

计算得到

利用DE方法将

嵌入到像素对(x_i,y_i)中，得到嵌入后的载密像素对(x_i′,y_i′)，设d_i′为嵌入后载密像素对(x_i′,y_i′)的差值，即d_i′=|x_i′-y_i′|，此处DE方法为一个针对提高EMD方法嵌入量的菱形编码图像隐写方法(Diamond Encoding，简称DE方法)，EMD方法是一种利用修改方向的图像隐写方法(Exploiting Modification Direction，简称EMD方法)；

(5)、检查是否溢出，如果x_i′或y_i′不在[0,255]的范围内，则对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，否则跳转到(7)；对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整的方式为：

定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′},{y_i}^{\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′}+{y_i}^{\′\′})\mathrm{mod}B\left(d_i\right)=S_{B\left(d_i\right)}$ 和d_i=d_i″条件的坐标(x_i″,y_i″)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，d_i″=|x_i″-y_i″|，

0≤x_i″,y_i″≤255，然后将x_i″赋值给x_i，y_i″赋值给y_i，即使x_i=x_i″,y_i=y_i″；

(6)、在(5)基础上，对载密像素对(x_i′,y_i′)进行区间检查，若d_i′=|x_i′-y_i′|不在d_i=|x_i-y_i|内，同样需要对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，否则跳转到(7)；对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整的方式选用方案A或方案B：

方案A：根据d_i=|x_i-y_i|，由(3)中定义的方式确定使用的嵌入的进制***B(d_i)，同样定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′\′},{y_i}^{\′\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′\′}+{y_i}^{\′\′\′})\mathrm{mod}B\left(d_i\right)=S_{B\left(d_i\right)}$ 和d_i=d_i″′条件的坐标(x_i″′,y_i″′)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，d_i″′=|x_i″′-y_i″′|，

0≤x_i″′,y_i″′≤255，然后将x_i″′赋值给x_i，y_i″′赋值给y_i，即使x_i=x_i″′,y_i=y_i″′；

方案B：根据d_i′=|x_i′-y_i′|，由(3)中定义的方式确定使用的嵌入的进制***B(d_i′)，同样定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′\′\′},{y_i}^{\′\′\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′\′\′}+{y_i}^{\′\′\′\′})\mathrm{mod}B\left({d_i}^{\′}\right)=S_{B\left({d_i}^{\′}\right)}$ 和d_i=d_i″″条件的坐标(x_i″″,y_i″″)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，d_i″″=|x_i″″-y_i″″|，0≤x_i″″,y_i″″≤255，然后将x_i″″赋值给x_i，y_i″″赋值给y_i，即使x_i=x_i″″,y_i=y_i″″；

(7)、将

赋值给q，然后重复步骤(3)～(6)直到q=0，则得到载密图像；

所述步骤2中，秘密信息提取器对秘密信息进行提取操作的过程包括：

(a)、采用zigzag扫描方式，以从上到下的顺序，将大小为N₁×N₂的二维载密图像I′的像素信息转换为一组连续不重叠的一维像素值数据，相邻的两个像素值为一组，并将每一组像素值用W_i′表示，W_i′中的一对像素值用(x_i′,y_i′)表示,0≤i≤N₁×N₂/2；

(b)根据d_i′=|x_i′-y_i′|，计算每对像素值的差值d_i′；将计算的d_i′值划分为四个区间T_j′，j=1,2,3,4，其中T₁′的区间范围为[0,15],T₁′的宽度为16，嵌入参数为3，使用的嵌入进制***为25；T₂′的区间范围为[16,47],T₂′的宽度为32，嵌入参数为4，使用的嵌入进制***为41；T₃′的区间范围为[48,111],T₃′的宽度为64，嵌入参数为5，使用的嵌入进制***为61；T₄′的区间范围为[112,255],T₄′的宽度为144，嵌入参数为6，使用的嵌入进制***为85；根据(1)计算的d_i′值，得到d_i′所属的范围T_j′，根据T_j′，得到此像素组的嵌入参数，然后利用公式B(d_i′)=2k²+2k+1得到该像素组所使用的嵌入式进制***B(d_i′)，其中k为嵌入参数；

(c)、利用DE方法，在B(d_i′)进制里提取出秘密数据

此处DE方法为一个针对提高EMD方法嵌入量的菱形编码图像隐写方法(Diamond Encoding，简称DE方法)，EMD方法是一种利用修改方向的图像隐写方法(Exploiting ModificationDirection，简称EMD方法)；

(d)、重复(b)～(c)，直到所有的秘密数据被提取完毕；

(e)、将

信息转为十进制整数，再转为二进制数据信息，得到提取出来的秘密信息S。

所述步骤(6)中，根据如下方式选择选用方案A还是方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整：

计算 $X_A=\frac{{\log }_{2}B\left(d_i\right)}{{(x_i-{x_i}^{\′\′\′})}^2+{(y_i-{y_i}^{\′\′\′})}^2};$

计算 $X_B=\frac{{\log }_{2}B\left({d_i}^{\′}\right)}{{(x_i-{x_i}^{\′\′\′\′})}^2+{(y_i-{y_i}^{\′\′\′\′})}^2};$

然后比较X_A和X_B的大小，如果X_A大，选用方案A对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，如果X_B大，选用方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，如果X_A＝X_B，选用方案A或方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整均可。

所述秘密信息嵌入器包含以下几个部分：

图像选择模块：与移动智能终端的相册库或者文件夹管理器连接，用于选择原始图像，并将结果传递给图像类型识别模块；

图像类型识别模块：根据原始图像文件的头和尾标志，判断原始图像的类型，并排除不支持的图像格式，将所得结果传入数字图像隐写模块；

秘密信息加载模块：用于加载需要嵌入的秘密信息，并将所得结果传入加密模块；

加密模块：对嵌入的秘密信息进行加密处理，将加密时的密钥进行保存，供解密时使用，并将所得的加密数据流传给数字图像隐写模块；

数字图像隐写模块：将加密后的秘密信息嵌入到原始图像中；

图像生成模块：生成载密图像，并存储至指定文件夹。

所述秘密信息提取器包括：

图像选择模块：与移动智能终端的相册库或者文件夹管理器连接，用于选择载秘图像，并将结果传递给图像类型识别模块；

图像类型识别模块：根据载秘图像文件的头和尾标志，判断载秘图像的类型，并排除不支持的图像格式，将所得结果传入数字图像隐写模块；

秘密信息提取模块：从载密图像中提取出加密后的秘密信息，并将所得结果传入解密模块；

解密模块：利用加密模块进行加密时保存的密钥恢复出发送端的原始秘密信息，并根据发送端的文件形式保存秘密信息。

所述彩信发送器包括以下几个部分：

网络通信检测模块：判断用户是否已经设置彩信接入点和打开WAP数据连接情况；

数据转换模块：将彩信内容转换为PDU数据；

彩信数据链路模块：通过Transaction Service服务，判断彩信链路状态，并将创建状态返回给发送模块；

发送模块：利用HTTP协议，向彩信服务器发送彩信数据包；

数据库模块：通过与数据库模块交互实现彩信的读取和写操作。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明实现了在移动智能终端中实现秘密信息嵌入、彩信发送和秘密信息提取功能，增强了***安全性，同时提高了彩信发送效率；本发明提供的隐写方法可以显著提高载体图像的嵌入容量，并有效控制图像失真；本发明提供的秘密信息进行嵌入操作具有一定的安全性，可以抵抗RS攻击等隐写分析能力；本发明提供的秘密信息进行嵌入方法可以在移动智能终端主流软件和硬件平台上高效地运行。

附图说明

图1为本发明实施例中移动智能终端中包含与图像隐写和秘密信息提取相关的模块连接图。

图2为本发明实施例中秘密信息嵌入器的结构图；

图3为本发明实施例中秘密信息提取器的结构图；

图4为本发明实施例中彩信发送器的结构图；

图5为本发明实施例中图像隐写方法流程图。

图6为本发明实施例中图像提取方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提供了一种基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法，所述移动智能终端包括秘密信息嵌入器、秘密信息提取器和彩信发送器，参见图1所示。为使移动智能终端具有好的用户体验，秘密信息嵌入器、秘密信息提取器和彩信发送器均提供友好的界面进行配置和显示。

所述秘密信息嵌入器包含以下几个部分，参见图2所示：

图像选择模块：与移动智能终端的相册库或者文件夹管理器连接，用于选择原始图像，并将结果传递给图像类型识别模块；

图像类型识别模块：根据原始图像文件的头和尾标志，判断原始图像的类型，并排除不支持的图像格式，将所得结果传入数字图像隐写模块；

秘密信息加载模块：用于加载需要嵌入的秘密信息，并将所得结果传入加密模块；

加密模块：对嵌入的秘密信息进行加密处理，将加密时的密钥进行保存，供解密时使用，并将所得的加密数据流传给数字图像隐写模块，本实施例中使用的加密方法为AES算法；

数字图像隐写模块：将加密后的秘密信息嵌入到原始图像中；

图像生成模块：生成载密图像，并存储至指定文件夹。

所述秘密信息提取器包括以下几个部分，参见图3所示：

图像选择模块：与移动智能终端的相册库或者文件夹管理器连接，用于选择载秘图像，并将结果传递给图像类型识别模块；

图像类型识别模块：根据载秘图像文件的头和尾标志，判断载秘图像的类型，并排除不支持的图像格式，将所得结果传入数字图像隐写模块；

秘密信息提取模块：从载密图像中提取出加密后的秘密信息，并将所得结果传入解密模块；

解密模块：利用加密模块进行加密时保存的密钥恢复出发送端的原始秘密信息，并根据发送端的文件形式保存秘密信息。

所述彩信发送器包括以下几个部分，参见图4所示：

网络通信检测模块：判断用户是否已经设置彩信接入点和打开WAP数据连接情况；

数据转换模块：彩信的发送和接收过程都是以PDU数据的形式传输，本模块将彩信内容转换为PDU数据；

彩信数据链路模块：通过Transaction Service服务，判断彩信链路状态，并将创建状态返回给发送模块；

发送模块：利用HTTP协议，向彩信服务器发送彩信数据包；

数据库模块：通过与数据库模块交互实现彩信的读取和写操作。

本发明实施例中移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法包括如下步骤：

1、首先针对不同的使用用途，选择图片，若需要嵌入秘密信息，则选择原始图片，若需要提取秘密信息，则选择载密图片；

2、然后将选择的原始图片传入秘密信息嵌入器进行秘密信息嵌入操作，将载密图片传入秘密信息提取器进行秘密信息提取操作；

3、若当前操作为秘密信息嵌入操作，将嵌入秘密信息后的载密图片传入彩信发送器，通过彩信的方式将载密图片发送给接收者；

上述步骤2中，秘密信息嵌入器对秘密信息进行嵌入操作的过程包含：如下步骤，参见图5所示：

(1)、采用zigzag扫描方式，以从上到下的顺序，将大小为N₁×N₂的二维原始图像I的像素信息转换为一组连续不重叠的一维像素值数据，相邻的两个像素值为一组，并将每一组像素值用W_i表示，W_i中的一对像素值用(x_i,y_i)表示,0≤i≤N₁×N₂/2，然后由d_i=|x_i-y_i|，计算每对像素值的差值；

(2)、将秘密信息S转为十进制整数q；

(3)、将(1)计算的d_i值划分为四个区间T_j，j=1,2,3,4，其中T₁的区间范围为[0,15],T₁的宽度为16，嵌入参数为3，使用的嵌入进制***为25；T₂的区间范围为[16,47],T₂的宽度为32，嵌入参数为4，使用的嵌入进制***为41；T₃的区间范围为[48,111],T₃的宽度为64，嵌入参数为5，使用的嵌入进制***为61；T₄的区间范围为[112,255],T₄的宽度为144，嵌入参数为6，使用的嵌入进制***为85；根据(1)计算的d_i值，得到d_i所属的范围T_j，根据T_j，得到此像素组的嵌入参数，然后利用公式B(d_i)=2k²+2k+1得到该像素组所在区域所使用的嵌入式进制***B(d_i)，其中k为嵌入参数；

(4)、由公式

计算得到

利用DE方法将嵌入到像素对(x_i,y_i)中，得到嵌入后的载密像素对(x_i′,y_i′)，设d_i′为嵌入后载密像素对(x_i′,y_i′)的差值，即d_i′=|x_i′-y_i′|，此处DE方法为一个针对提高EMD方法嵌入量的菱形编码图像隐写方法(Diamond Encoding，简称DE方法)，EMD方法是一种利用修改方向的图像隐写方法(Exploiting Modification Direction，简称EMD方法)；

(5)、检查是否溢出，如果x_i′或y_i′不在[0,255]的范围内，则对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，否则跳转到(7)；对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整的方式为：

定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′},{y_i}^{\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′}+{y_i}^{\′\′})\mathrm{mod}B\left(d_i\right)=S_{B\left(d_i\right)}$ 和d_i=d_i″条件的坐标(x_i″,y_i″)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，

0≤x_i″,y_i″≤255，然后将x_i″赋值给x_i，y_i″赋值给y_i，即使x_i=x_i″,y_i=y_i″；

(6)、在(5)基础上，对载密像素对(x_i′,y_i′)进行区间检查，若d_i′=|x_i′-y_i′|不在d_i=|x_i-y_i|内，同样需要对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，否则跳转到(7)；对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整的方式选用方案A或方案B：

方案A：根据d_i=|x_i-y_i|，由(3)中定义的方式确定使用的嵌入的进制***B(d_i)，同样定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′\′},{y_i}^{\′\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′\′}+{y_i}^{\′\′\′})\mathrm{mod}B\left(d_i\right)=S_{B\left(d_i\right)}$ 和d_i=d_i″′条件的坐标(x_i″′,y_i″′)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，d_i″′=|x_i″′-y_i″′|，

0≤x_i″′,y_i″′≤255，然后将x_i″′赋值给x_i，y_i″′赋值给y_i，即使x_i=x_i″′,y_i=y_i″′；

方案B：根据d_i′=|x_i′-y_i′|，由(3)中定义的方式确定使用的嵌入的进制***B(d_i′)，同样定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′\′\′},{y_i}^{\′\′\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′\′\′}+{y_i}^{\′\′\′\′})\mathrm{mod}B\left({d_i}^{\′}\right)=S_{B\left({d_i}^{\′}\right)}$ 和d_i=d_i″″条件的坐标(x_i″″,y_i″″)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，d_i″″=|x_i″″-y_i″″|，

0≤x_i″″,y_i″″≤255，然后将x_i″″赋值给x_i，y_i″″赋值给y_i，即使x_i=x_i″″,y_i=y_i″″；

(7)、将赋值给q，然后重复步骤(3)～(6)直到q=0，则得到载密图像；

在上述步骤(6)中，根据如下方式选择选用方案A还是方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整：

计算 $X_A=\frac{{\log }_{2}B\left(d_i\right)}{{(x_i-{x_i}^{\′\′\′})}^2+{(y_i-{y_i}^{\′\′\′})}^2};$

计算 $X_B=\frac{{\log }_{2}B\left({d_i}^{\′}\right)}{{(x_i-{x_i}^{\′\′\′\′})}^2+{(y_i-{y_i}^{\′\′\′\′})}^2};$

然后比较X_A和X_B的大小，如果X_A大，选用方案A对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，如果X_B大，选用方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，如果X_A＝X_B，选用方案A或方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整均可；

所述步骤2中，秘密信息提取器对秘密信息进行提取操作的过程包括，参见图6所示：

(a)、采用zigzag扫描方式，以从上到下的顺序，将大小为N₁×N₂的二维载密图像I′的像素信息转换为一组连续不重叠的一维像素值数据，相邻的两个像素值为一组，并将每一组像素值用W_i′表示，W_i′中的一对像素值用(x_i′,y_i′)表示,0≤i≤N₁×N₂/2；

(b)根据d_i′=|x_i′-y_i′|，计算每对像素值的差值d_i′；将计算的d_i′值划分为四个区间T_j′，j=1,2,3,4，其中T₁′的区间范围为[0,15],T₁′的宽度为16，嵌入参数为3，使用的嵌入进制***为25；T₂′的区间范围为[16,47],T₂′的宽度为32，嵌入参数为4，使用的嵌入进制***为41；T₃′的区间范围为[48,111],T₃′的宽度为64，嵌入参数为5，使用的嵌入进制***为61；T₄′的区间范围为[112,255],T₄′的宽度为144，嵌入参数为6，使用的嵌入进制***为85；根据(1)计算的d_i′值，得到d_i′所属的范围T_j′，根据T_j′，得到此像素组的嵌入参数，然后利用公式B(d_i′)=2k²+2k+1得到该像素组所使用的嵌入式进制***B(d_i′)，其中k为嵌入参数；

(c)、利用DE方法，在B(d_i′)进制里提取出秘密数据

此处DE方法为一个针对提高EMD方法嵌入量的菱形编码图像隐写方法(Diamond Encoding，简称DE方法)，EMD方法是一种利用修改方向的图像隐写方法(Exploiting ModificationDirection，简称EMD方法)；

(d)、重复(b)～(c)，直到所有的秘密数据被提取完毕；

(e)、将信息转为十进制整数，再转为二进制数据信息，得到提取出来的秘密信息S。

Claims (5)

1.一种基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法，其特征在于：所述移动智能终端包括秘密信息嵌入器、秘密信息提取器和彩信发送器，移动智能终端的图像隐写和信息提取方法包括如下步骤：

1、首先针对不同的使用用途，选择图片，若需要嵌入秘密信息，则选择原始图片，若需要提取秘密信息，则选择载密图片；

2、然后将选择的原始图片传入秘密信息嵌入器进行秘密信息嵌入操作，将载密图片传入秘密信息提取器进行秘密信息提取操作；

3、若当前操作为秘密信息嵌入操作，将嵌入秘密信息后的载密图片传入彩信发送器，通过彩信的方式将载密图片发送给接收者；

上述步骤2中，秘密信息嵌入器对秘密信息进行嵌入操作的过程包含：如下步骤：

(1)、采用zigzag扫描方式，以从上到下的顺序，将大小为N₁×N₂的二维原始图像I的像素信息转换为一组连续不重叠的一维像素值数据，相邻的两个像素值为一组，并将每一组像素值用W_i表示，W_i中的一对像素值用(x_i,y_i)表示,0≤i≤N₁×N₂/2，然后由d_i=|x_i-y_i|，计算每对像素值的差值；

(2)、将秘密信息S转为十进制整数q；

(3)、将(1)计算的d_i值划分为四个区间T_j，j=1,2,3,4，其中T₁的区间范围为[0,15],T₁的宽度为16，嵌入参数为3，使用的嵌入进制***为25；T₂的区间范围为[16,47],T₂的宽度为32，嵌入参数为4，使用的嵌入进制***为41；T₃的区间范围为[48,111],T₃的宽度为64，嵌入参数为5，使用的嵌入进制***为61；T₄的区间范围为[112,255],T₄的宽度为144，嵌入参数为6，使用的嵌入进制***为85；根据(1)计算的d_i值，得到d_i所属的范围T_j，根据T_j，得到此像素组的嵌入参数，然后利用公式B(d_i)=2k²+2k+1得到该像素组所在区域所使用的嵌入式进制***B(d_i)，其中k为嵌入参数；

(4)、由公式

计算得到

利用DE方法将

嵌入到像素对(x_i,y_i)中，得到嵌入后的载密像素对(x_i′,y_i′)，设d_i′为嵌入后载密像素对(x_i′,y_i′)的差值，即d_i′=|x_i′-y_i′|，此处DE方法为一个针对提高EMD方法嵌入量的菱形编码图像隐写方法(Diamond Encoding，简称DE方法)，EMD方法是一种利用修改方向的图像隐写方法(Exploiting Modification Direction，简称EMD方法)；

(5)、检查是否溢出，如果x_i′或y_i′不在[0,255]的范围内，则对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，否则跳转到(7)；对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整的方式为：

定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′},{y_i}^{\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′}+{y_i}^{\′\′})\mathrm{mod}B\left(d_i\right)=S_{B\left(d_i\right)}$ 和d_i=d_i″条件的坐标(x_i″,y_i″)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，d_i″=|x_i″-y_i″|，0≤x_i″,y_i″≤255，然后将x_i″赋值给x_i，y_i″赋值给y_i，即使x_i=x_i″,y_i=y_i″；

(6)、在(5)基础上，对载密像素对(x_i′,y_i′)进行区间检查，若d_i′=|x_i′-y_i′|不在d_i=|x_i-y_i|内，同样需要对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，否则跳转到(7)；对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整的方式选用方案A或方案B：

方案A：根据d_i=|x_i-y_i|，由(3)中定义的方式确定使用的嵌入的进制***B(d_i)，同样定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′\′},{y_i}^{\′\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′\′}+{y_i}^{\′\′\′})\mathrm{mod}B\left(d_i\right)=S_{B\left(d_i\right)}$ 和d_i=d_i″′条件的坐标(x_i″′,y_i″′)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，d_i″′=|x_i″′-y_i″′|，

0≤x_i″′,y_i″′≤255，然后将x_i″′赋值给x_i，y_i″′赋值给y_i，即使x_i=x_i″′,y_i=y_i″′；

方案B：根据d_i′=|x_i′-y_i′|，由(3)中定义的方式确定使用的嵌入的进制***B(d_i′)，同样定义一个正方形区域Ψ_R，大小为2R+1，且设定R=3k，通过计算，找到满足 $f({x_i}^{\′\′\′\′},{y_i}^{\′\′\′\′})=((2k+1){x_i}^{\′\′\′\′}+{y_i}^{\′\′\′\′})\mathrm{mod}B\left({d_i}^{\′}\right)=S_{B\left({d_i}^{\′}\right)}$ 和d_i=d_i″″条件的坐标(x_i″″,y_i″″)，其中k为嵌入参数，k由原始图像(x_i,y_i)通过(3)中定义的方式确定，d_i=|x_i-y_i|，d_i″″=|x_i″″-y_i″″|，

0≤x_i″″,y_i″″≤255，然后将x_i″″赋值给x_i，y_i″″赋值给y_i，即使x_i=x_i″″,y_i=y_i″″；

(7)、将

赋值给q，然后重复步骤(3)～(6)直到q=0，则得到载密图像；

所述步骤2中，秘密信息提取器对秘密信息进行提取操作的过程包括：

(a)、采用zigzag扫描方式，以从上到下的顺序，将大小为N₁×N₂的二维载密图像I′的像素信息转换为一组连续不重叠的一维像素值数据，相邻的两个像素值为一组，并将每一组像素值用W_i′表示，W_i′中的一对像素值用(x_i′,y_i′)表示,0≤i≤N₁×N₂/2；

(b)根据d_i′=|x_i′-y_i′|，计算每对像素值的差值d_i′；将计算的d_i′值划分为四个区间T_j′，j=1,2,3,4，其中T₁′的区间范围为[0,15],T₁′的宽度为16，嵌入参数为3，使用的嵌入进制***为25；T₂′的区间范围为[16,47],T₂′的宽度为32，嵌入参数为4，使用的嵌入进制***为41；T₃′的区间范围为[48,111],T₃′的宽度为64，嵌入参数为5，使用的嵌入进制***为61；T₄′的区间范围为[112,255],T₄′的宽度为144，嵌入参数为6，使用的嵌入进制***为85；根据(1)计算的d_i′值，得到d_i′所属的范围T_j′，根据T_j′，得到此像素组的嵌入参数，然后利用公式B(d_i′)=2k²+2k+1得到该像素组所使用的嵌入式进制***B(d_i′)；

(c)、利用DE方法，在B(d_i′)进制里提取出秘密数据

此处DE方法为一个针对提高EMD方法嵌入量的菱形编码图像隐写方法(Diamond Encoding，简称DE方法)，EMD方法是一种利用修改方向的图像隐写方法(Exploiting ModificationDirection，简称EMD方法)；

(d)、重复(b)～(c)，直到所有的秘密数据被提取完毕；

(e)、将

信息转为十进制整数，再转为二进制数据信息，得到提取出来的秘密信息S。

2.根据权利要求1所述的基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法，其特征在于：所述步骤(6)中，根据如下方式选择选用方案A还是方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整：

计算 $X_A=\frac{{\log }_{2}B\left(d_i\right)}{{(x_i-{x_i}^{\′\′\′})}^2+{(y_i-{y_i}^{\′\′\′})}^2};$

计算 $X_B=\frac{{\log }_{2}B\left({d_i}^{\′}\right)}{{(x_i-{x_i}^{\′\′\′\′})}^2+{(y_i-{y_i}^{\′\′\′\′})}^2};$

然后比较X_A和X_B的大小，如果X_A大，选用方案A对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，如果X_B大，选用方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整，如果X_A＝X_B，选用方案A或方案B对载密像素对(x_i′,y_i′)进行调整均可。

3.根据权利要求1或2所述的基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法，其特征在于：所述秘密信息嵌入器包含以下几个部分：

图像选择模块，与移动智能终端的相册库或者文件夹管理器连接，用于选择原始图像，并将结果传递给图像类型识别模块；

图像类型识别模块，根据原始图像文件的头和尾标志，判断原始图像的类型，并排除不支持的图像格式，将所得结果传入数字图像隐写模块；

秘密信息加载模块，用于加载需要嵌入的秘密信息，并将所得结果传入加密模块；

加密模块，对嵌入的秘密信息进行加密处理，将加密时的密钥进行保存，供解密时使用，并将所得的加密数据流传给数字图像隐写模块；

数字图像隐写模块，将加密后的秘密信息嵌入到原始图像中；

图像生成模块，生成载密图像，并存储至指定文件夹。

4.根据权利要求3所述的基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法，其特征在于：所述秘密信息提取器包括：

图像选择模块，与移动智能终端的相册库或者文件夹管理器连接，用于选择载秘图像，并将结果传递给图像类型识别模块；

图像类型识别模块，根据载秘图像文件的头和尾标志，判断载秘图像的类型，并排除不支持的图像格式，将所得结果传入数字图像隐写模块；

秘密信息提取模块，从载密图像中提取出加密后的秘密信息，并将所得结果传入解密模块；

解密模块，利用加密模块进行加密时保存的密钥恢复出发送端的原始秘密信息，并根据发送端的文件形式保存秘密信息。

5.根据权利要求3所述的基于移动智能终端的图像隐写和秘密信息提取方法，其特征在于：所述彩信发送器包括以下几个部分：

网络通信检测模块，判断用户是否已经设置彩信接入点和打开WAP数据连接情况；

数据转换模块，将彩信内容转换为PDU数据；

彩信数据链路模块，通过Transaction Service服务，判断彩信链路状态，并将创建状态返回给发送模块；

发送模块，利用HTTP协议，向彩信服务器发送彩信数据包；

数据库模块，通过与数据库模块交互实现彩信的读取和写操作。

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