技术领域
[0001] 本
发明涉及多媒体信息安全技术领域，特别涉及一种JPEG图像信息隐藏的方法。
背景技术
[0002] 在2018年，He等人在IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology提出了A Novel High-Capacity Reversible Data Hiding Scheme for Encrypted JPEG Bitstreams(一种在加密JPEG比特流上实现高藏量信息隐藏的
算法)。首先，提出了一种基于置换的DC与AC分离式图像加密方法。该加密方法主要特点是能够置乱图像的同时保持了AC系数的某些特性不变。在此
基础上，提出了在AC系数上隐藏信息的策略。
[0003] 根据JPEG的编码标准，首先从接收到的加密JPEG比特流中解析出所有的MCU，并解码成zero-runs/value值对形式，并记为ZRV。为了表述方便，对于第l个MCU，假设其解码出来的zero-runs/value值对ZRVl表示如下：
[0004]
[0005] 其中 表示第l个MCU中第k个zero-runs/value值对， 表示当前值对所对应的AC系数值， 表示在 之前到上一个非零系数 之间的零系数个数。K是第l个MCU中zero-runs/value值对的数量。
[0006] He等人发现，对于大部分MCU而言，ZRVl中的 通常在
位置相对靠后的非零系数取得较(最)大的值。更具体一点，每个MCU中，最后一个非零AC系数的zero-runs(即 )的值大概率是这个MCU中最大的。而刚好这个特点，可以用于进行信息隐藏。因此，He等人将所有MCU分为常规MCU，奇异MCU和不可藏MCU。其中，奇异MCU和不可藏MCU不用于隐藏信息，其数量相对较少；与此同时，常规MCU和奇异MCU需要记录并保存。常规MCU是指 在最后一个ZRV中取得唯一最大值的MCU，且K大于等于N+1。(用于藏log2 N比特信息)
[0007] 对于常规MCU，根据每个MCU的K的不同，能够藏入不同位数(log2 N)的秘密信息。具体是，从当前MCU临时构建长度为N的值对序列，包括，第2个ZRV值对到第N个ZRV值对，以及最后一个ZRV值对。对该长度为N的值对序列，进行右移旋转，从而可获得N中状态，每一种状态可用于代表某一秘密信息，因此可实现log2N比特的信息隐藏能
力。
[0008] 在秘密信息提取的阶段，同样可以从接收到的JPEG比特流中解析出每个MCU的ZRV值对；然后用同样的方法构建临时长度为N的值对序列(包括，第2个ZRV值对到第N个ZRV值对，以及最后一个ZRV值对)。由于在嵌入阶段是选择那些在最后一个ZRV值对中取得唯一最大值的MCU中隐藏信息，因此在解密时，根据这个特点推导并提取秘密信息。同时可以将当前MCU的序列恢复(反旋转)成嵌入前的状态(最后一个ZRV值对中具有最大 值)。
[0009] 上述方法仍存在以下缺点：
[0010] 缺点1:载体的
载荷能力(藏量)有限，可进一步提升。He等人提出的以中 值的大小作为设计各个状态序列的核心参考特征，从而实现秘密信息隐藏。具体地，从其方法给出的实验数据中，平均约53.56％的MCU可用于隐藏信息(见表1)，这很大程度上限制了其隐藏能力。特别是在纹理相对平滑的图像上，可藏的MCU明显降低。
发明内容
[0011] (一)要解决的技术问题
[0012] 为了解决
现有技术的上述问题，本发明提供JPEG图像信息隐藏的方法，能够提高信息隐藏的载荷能力，尤其是提高纹理平滑图像的载荷能力。
[0013] (二)技术方案
[0014] 为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
[0015] 一种JPEG图像信息隐藏的方法，包括步骤：
[0016] S1、获取JPEG图像中所有ZRV值对和相应的AC系数的绝对值；
[0017] S2、根据所述预设的规则和AC系数的绝对值从所述所有ZRV值对中选取有效的ZRV值对；
[0018] S3、根据所述有效的ZRV值对对所述JPEG图像进行信息隐藏，得到隐藏后的JPEG图像。
[0019] (三)有益效果
[0020] 本发明的有益效果在于：通过获取JPEG图像中所有ZRV值对和相应的AC系数的绝对值；根据所述预设的规则和AC系数的绝对值从所述所有ZRV值对中选取有效的ZRV值对；根据所述有效的ZRV值对对所述JPEG图像进行信息隐藏，得到隐藏后的JPEG图像，以AC系数的绝对值作为核心参考特征，提高了信息隐藏的载荷能力，尤其是提高纹理平滑图像的载荷能力，而且计算简单，易实现，且具有较好的兼容性，能较好的保持信息隐藏前后JPEG图像比特流的文件大小。
附图说明
[0021] 图1为本发明JPEG图像信息隐藏的方法的
流程图；
[0022] 图2为本发明
实施例的ZRV状态-秘密信息的映射关系表。
具体实施方式
[0023] 为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
[0024] 实施例一
[0025] 请参照图1至2，一种JPEG图像信息隐藏的方法，包括步骤：
[0026] S1、获取JPEG图像中所有ZRV值对和相应的AC系数的绝对值；
[0027] 步骤S1包括：
[0028] S11、获取JPEG图像，并从所述JPEG图像的比特流中解析出所有的MCU；
[0029] S12、依次从每个MCU中解码出所有ZRV值对和相应的AC系数，通过AC系数生成AC系数的绝对值，并将第l个MCU中所有ZRV值对记为 其中，表示为第l个MCU的第k个ZRV值对， 表示第k个ZRV的系数， 表示系数 前连续零系数的个数，l的取值范围为[1,M]，M表示所有MCU的总数量。
[0030] S2、根据所述预设的规则和AC系数的绝对值从所述所有ZRV值对中选取有效的ZRV值对；
[0031] 步骤S2包括：
[0032] S21、根据第l个MCU中所有ZRV值对计算 并判断N是否大于2，若是，则执行步骤S2；
[0033] S22、从第l个MCU中所有ZRV值对中选取N个ZRV值对，构成第l个MCU的临时ZRV值对序列，所述临时ZRV值对序列包括第1个ZRV值对 第Kl-N+1个ZRV值对 到第Kl-1个ZRV值对
[0034] S23、判断所述临时ZRV值对序列是否满足预设条件，若满足，则将所述临时ZRV值对序列选取为第l个MCU中有效的ZRV值对序列。
[0035] 所述的判断所述临时ZRV值对序列是否满足预设条件具体为：
[0036] 判断 中的AC系数的绝对值 是否大于1；
[0037] 判断 是否为所述临时ZRV值对序列中所有AC系数的绝对值的最大值以及所述是否是唯一的；
[0038] 若 大于1且所述 是所述临时ZRV值对序列中所有AC系数的绝对值的最大值，并且是唯一的，则满足，否则，不满足。
[0039] S3、根据所述有效的ZRV值对对所述JPEG图像进行信息隐藏，得到隐藏后的JPEG图像。
[0040] 步骤S3：
[0041] S31、根据所述有效的ZRV值对构建ZRV状态-秘密信息的映射关系；
[0042] 步骤S31具体为：
[0043] 根据所述第l个MCU中有效的ZRV值对序列构建ZRV状态-秘密信息的映射关系。
[0044] S32、根据所述映射关系对所述JPEG图像进行信息隐藏，得到隐藏后的JPEG图像。
[0045] 步骤S32包括：
[0046] S321：根据所述映射关系将所述第l个MCU中有效的ZRV值对序列旋转得到第l个MCU中藏入秘密信息的ZRV值对序列；
[0047] S322：根据所述第l个MCU中藏入秘密信息的ZRV值对序列对第l个MCU的临时ZRV值对序列进行替换，得到重组后的第l个MCU；
[0048] S323：对所有的MCU进行循环，得到所有MCU对应的重组后的MCU；
[0049] S324：分别对所有重组后的MCU进行
熵编码，得到隐藏后的JPEG图像。
[0050] 实施例二
[0051] 本实施例和实施例一的区别在于，本实施例将结合具体的应用场景，进一步说明本发明上述JPEG图像信息隐藏的方法是如何实现的：
[0052] S1、获取JPEG图像中所有ZRV值对和相应的AC系数的绝对值；
[0053] 步骤S1包括：
[0054] S11、获取JPEG图像，并从所述JPEG图像的比特流JS中解析出所有的MCU；
[0055] S12、依次从每个MCU中解码出所有ZRV值对和相应的AC系数，通过AC系数生成AC系数的绝对值，并根据JPEG标准将第l个MCU中所有ZRV值对记为其中， 表示为第l个MCU的第k个ZRV值对， 表示第k个ZRV的系数， 表示系数 前连续零系数的个数，l的取值范围为[1,M]，M表示所有MCU的总数量。
[0056] 步骤S2包括：
[0057] S21、根据第l个MCU中所有ZRV值对计算 并判断N是否大于2，若是，则执行步骤S2，否则，判断当前MCU为不可隐藏MCU并对第l+1个MCU执行步骤S21；
[0058] S22、从第l个MCU中所有ZRV值对中选取N个ZRV值对，构成第l个MCU的临时ZRV值对序列，所述临时ZRV值对序列包括第1个ZRV值对 第Kl-N+1个ZRV值对 到第Kl-1个ZRV值对 S23、判断所述临时ZRV值对序列是否满足预设条件，若满足，则将所述临时ZRV值对序列选取为第l个MCU中有效的ZRV值对序列。
[0059] 所述的判断所述临时ZRV值对序列是否满足预设条件具体为：
[0060] 判断 中的AC系数的绝对值 是否大于1；
[0061] 判断 是否为所述临时ZRV值对序列中所有AC系数的绝对值的最大值以及所述是否是唯一的；
[0062] 若 大于1且所述 是所述临时ZRV值对序列中所有AC系数的绝对值的最大值，并且是唯一的，则满足，并判断当前MCU为常规MCU，否则，不满足，并判断当前MCU为异常MCU，并重新计算 跳转到步骤S21。
[0063] S3、根据所述有效的ZRV值对对所述JPEG图像进行信息隐藏，得到隐藏后的JPEG图像。
[0064] 步骤S3：
[0065] S31、根据所述有效的ZRV值对构建ZRV状态-秘密信息的映射关系；
[0066] 步骤S31具体为：
[0067] 根据所述第l个MCU中有效的ZRV值对序列构建ZRV状态-秘密信息的映射关系。
[0068] S32、根据所述映射关系对所述JPEG图像进行信息隐藏，得到隐藏后的JPEG图像。
[0069] 步骤S32包括：
[0070] S321：根据所述映射关系将所述第l个MCU中有效的ZRV值对序列旋转得到第l个MCU中藏入秘密信息的ZRV值对序列；
[0071] S322：根据所述第l个MCU中藏入秘密信息的ZRV值对序列对第l个MCU的临时ZRV值对序列进行替换，得到重组后的第l个MCU；
[0072] 具体地，如图2所示，其中， 表示第k个ZRV旋转状态，其对应的秘密信息列中的数字代表对应所隐藏的秘密信息(log2 N比特)。根据所要隐藏的秘密信息,将有效的ZRV值旋转得到藏入秘密信息的ZRV值对序列，且图2中(a)为ZRV状态-秘密信息的映射关系表，(b)为ZRV状态-秘密信息的映射关系表的示例；
[0073] S323：对所有的MCU进行循环，得到所有MCU对应的重组后的MCU；
[0074] S324：分别对所有重组后的MCU进行熵编码，得到隐藏后的JPEG图像的比特流。
[0075] 表1为本发明和He等人的实验数据对比表
[0076]
[0077] 表2为He等人的方法和本发明的实验结果对比表
[0078]
[0079] 从表2可知，本发明以AC系数的绝对值作为核心参考特征，提高了信息隐藏的载荷能力，尤其是提高纹理平滑图像的载荷能力。
[0080] 表3为He等人的方法和本发明加密后载荷能力对比表
[0081]
[0082] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是利用本发明
说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
