专利名称：一种马赛克图像的合成方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息安全和信号处理领域相关技术领域，特别是一种马赛克图像的合成方法及其装置。
背景技术：
信息隐藏是信息安全和信号处理领域中提出的一种解决信息安全的方法。它通过把秘密信息隐藏在可公开的媒体信息里，达到证实该媒体信息的数据完整性或传递秘密信息的目的。信息隐藏技术分为隐写术和数字水印，目前信息隐藏技术的研究主要集中在数字水印技术的研究上。数字水印算法经历了从空间域水印算法到变换域水印算法、从非盲水印算法到盲水印算法、图像水印算法到音视频和文本水印算法等发展历程。因此，信息隐藏技术在如何对图像加密和识别方面的研究已进行得非常广泛和深入，然而，在如何隐藏和传递更多的信息方面的研究还不够深入。
发明内容
本发明提供一种马赛克图像的合成方法及其装置，以解决现有技术在图像中隐藏及传递信息量不足的技术问题。采用的技术方案如下
一种马赛克图像的合成方法，包括
步骤1，预先选取多幅原始图像作为图像库；
步骤2，从图像库中取出一幅原始图像作为主图像；
步骤3，如果还没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；否则把植入后主图像替换次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；
步骤4，如果图像库中还有原始图像，则执行步骤2，否则结束。进一步的，所述步骤3中，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像的具体方法包括
提取次级马赛克图像的颜色特征向量作为第一颜色特征向量，将第一颜色特征向量与主图像的每个位置的颜色特征向量进行比较，选取与第一颜色特征向量相似度最高的颜色特征向量对应的位置作为替换位置；
把主图像中的替换位置中的图像进行分割得到分割后图像；
将次级马赛克图像与分割后图像进行替换，并进行图像的拼合，得到植入后主图像。更进一步的，所述把主图像中的替换位置中的图像进行分割具体为
把主图像划分为多个区域，确定替换位置所在的区域作为替换区域，对替换区域进行多次分割直到满足主图像的细分程度，得到分割后区域，分割后区域内的图像为分割后图像。优选的，所述主图像的细分程度根据主图像的分辨率设定。进一步的
所述步骤3中如果从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，则次级马赛克图像为
原始图像的压缩图像或者改变原始图像分辨率后的图像；
如果把植入后主图像替换次级马赛克图像,则次级马赛克图像为
植入后主图像的压缩图像或者改变植入后主图像分辨率后的图像。—种马赛克图像的合成装置，包括
图像库用于存储预先选取的多幅原始图像；
主图像选取单元用于从图像库中取出一幅原始图像作为主图像；
次级马赛克植入单元用于，如果还没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；否则把植入后主图像替换次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；
图像库检测单元，用于检测图像库，并依次调用主图像选取单元和次级马赛克植入单元，直到图像库中没有原始图像。进一步的，所述次级马赛克植入单元包括
次级马赛克选取单元如果还没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，否则把植入后主图像替换次级马赛克图像；
植入单元用于提取次级马赛克图像的颜色特征向量作为第一颜色特征向量，将第一颜色特征向量与主图像的每个位置的颜色特征向量进行比较，选取与第一颜色特征向量相似度最高的颜色特征向量对应的位置作为替换位置；把主图像中的替换位置中的图像进行分割得到分割后图像；将次级马赛克图像与分割后图像进行替换，并进行图像的拼合。本发明专利解决了更多信息的隐藏和传递问题。利用多层马赛克图像不仅可以实现多层信息隐藏，而且可以实现更多信息的隐藏和传递。多层马赛克图像在信息隐藏、图像检索、计算机艺术、哲学、计算机模拟、场景变换和图像传输等一系列的应用中有着潜在的应用价值。多层马赛克图像在信息隐藏、图像检索、计算机艺术、哲学、计算机模拟、场景变换和图像传输等一系列的应用中有着潜在的应用价值。
图I为本发明实施例的流程图2为本发明实施例的系统结构图3为本发明实施例的多层马赛克示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。如图I所示，本发明实施例为一种马赛克图像合成方法，包括
步骤110，预先选取多幅原始图像作为图像库；
步骤120，从图像库中取出一幅原始图像作为主图像；步骤130，如果还没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；否则把植入后主图像替换次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；
步骤140，如果图像库中还有原始图像，则执行步骤120，否则结束。图像选取需要有一定的顺序，选取作为次级马赛克的图像为需要隐藏的图像信息，即把次级马赛克图像隐藏到主图像中。如图3所示，马赛克图像在一级图像中隐藏二级马赛克图像，二级马赛克图像中隐藏三级马赛克图像，依此类推。在上一级图像的马赛克中,植入次级马赛克图像,保持次级马赛克图像的信息相对稳定。在马赛克图像的某一位置隐藏特定图像，最简单的方法就是在隐藏特定图像同时，植入大量相似的次级马赛克图像，这些大量的次级马赛克图像可以通过对图片库的图像检索获得。马赛克图像的次级马赛克(部分或全部)是由图像组成的，图像可以是隐写的、水印的或者是可见的，可以是局部的或者是全部的。因此，利用多层马赛克图像可以实现多层信息隐藏，也可以实现更多信息的隐藏和传递。次级马赛克图像(部分或全部)的空间环境如分辨率可以和其他层次不同。为了更好地实现大量的信息隐藏和传递，次级马赛克图像植入时，可以改变各层图像分辨率的分配；或者压缩植入图像，并在提取时得到还原。植入特定的次级马赛克图像时，需要提取该马赛克图像色彩特征值，以便与主图像的色彩实现匹配。为了在特定位置隐藏特定图像，需要将特定位置的马赛克颜色特征参数迁移至需要隐藏的特定马赛克图像中，颜色的迁移可以运用已有的多种图像颜色迁移技术得以实现。为此，步骤130中，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像的包括如下子步骤
提取次级马赛克图像的颜色特征向量作为第一颜色特征向量，将第一颜色特征向量与主图像的每个位置的颜色特征向量进行比较，选取与第一颜色特征向量相似度最高的颜色特征向量对应的位置作为替换位置；
把主图像划分为多个区域，确定替换位置所在的区域作为替换区域，对替换区域进行多次分割直到满足主图像的细分程度，得到分割后区域，分割按照一定的程序进行分割， 如先将图像一分为二，再将含有定位点的小图一分为二，……，分割后区域内的图像为分割后图像，主图像的细分程度根据主图像的分辨率设定；
将次级马赛克图像与分割后图像进行替换，按照分割时的规律，进行图像的拼合，从而完成了次级马赛克图像的隐藏得到植入后主图像。如图2所示为本发明实施例的系统结构图，包括
图像库210 :用于存储预先选取的多幅原始图像；
主图像选取单元220 :用于从图像库中取出一幅原始图像作为主图像；
次级马赛克植入单元230 :包括
次级马赛克选取单元231 :如果还没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，否则把植入后主图像替换次级马赛克图像；
植入单元232 :用于提取次级马赛克图像的颜色特征向量作为第一颜色特征向量，将第一颜色特征向量与主图像的每个位置的颜色特征向量进行比较，选取与第一颜色特征向量相似度最高的颜色特征向量对应的位置作为替换位置；把主图像中的替换位置中的图像进行分割得到分割后图像；将次级马赛克图像与分割后图像进行替换，并进行图像的拼合。图像库检测单元240，用于检测图像库210，并依次调用主图像选取单元220和次级马赛克植入单元230，直到图像库210中没有原始图像。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换、改进等，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种马赛克图像的合成方法，其特征在于，包括步骤1，预先选取多幅原始图像作为图像库；步骤2，从图像库中取出一幅原始图像作为主图像；步骤3，如果没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；否则把植入后主图像替换次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；步骤4，如果图像库中还有原始图像，则执行步骤2，否则结束。
2.根据权利要求I所述的马赛克图像的合成方法，其特征在于，所述步骤3中，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像的具体方法包括提取次级马赛克图像的颜色特征向量作为第一颜色特征向量，将第一颜色特征向量与主图像的每个位置的颜色特征向量进行比较，选取与第一颜色特征向量相似度最高的颜色特征向量对应的位置作为替换位置；把主图像中的替换位置中的图像进行分割得到分割后图像；将次级马赛克图像与分割后图像进行替换，并进行图像的拼合，得到植入后主图像。
3.根据权利要求2所述的马赛克图像的合成方法，其特征在于，所述把主图像中的替换位置中的图像进行分割具体为把主图像划分为多个区域，确定替换位置所在的区域作为替换区域，对替换区域进行多次分割直到满足主图像的细分程度，得到分割后区域，分割后区域内的图像为分割后图像。
4.根据权利要求3所述的马赛克图像的合成方法，其特征在于，所述主图像的细分程度根据主图像的分辨率设定。
5.根据权利要求I所述的马赛克图像的合成方法，其特征在于所述步骤3中如果从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，则次级马赛克图像为原始图像的压缩图像或者改变原始图像分辨率后的图像；如果把植入后主图像替换次级马赛克图像,则次级马赛克图像为植入后主图像的压缩图像或者改变植入后主图像分辨率后的图像。
6.一种马赛克图像的合成装置，其特征在于，包括图像库用于存储预先选取的多幅原始图像；主图像选取单元用于从图像库中取出一幅原始图像作为主图像；次级马赛克植入单元用于，如果还没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；否则把植入后主图像替换次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；图像库检测单元，用于检测图像库，并依次调用主图像选取单元和次级马赛克植入单元，直到图像库中没有原始图像。
7.根据权利要求6所述的马赛克图像的合成装置，其特征在于，所述次级马赛克植入单元包括次级马赛克选取单元如果还没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，否则把植入后主图像替换次级马赛克图像；植入单元用于提取次级马赛克图像的颜色特征向量作为第一颜色特征向量，将第一颜色特征向量与主图像的每个位置的颜色特征向量进行比较，选取与第一颜色特征向量相似度最高的颜色特征向量对应的位置作为替换位置；把主图像中的替换位置中的图像进行分割得到分割后图像；将次级马赛克图像与分割后图像进行替换，并进行图像的拼合。
全文摘要
本发明涉及信息安全和信号处理领域相关技术领域，特别是一种马赛克图像的合成方法及其装置。包括预先选取多幅原始图像作为图像库；从图像库中取出一幅原始图像作为主图像；如果还没有次级马赛克图像，则从图像库中取出一幅原始图像作为次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像得到植入后主图像；否则把植入后主图像替换次级马赛克图像，把次级马赛克图像植入主图像。本发明解决了更多信息的隐藏和传递问题。利用多层马赛克图像不仅可以实现多层信息隐藏，而且可以实现更多信息的隐藏和传递。多层马赛克图像在信息隐藏、图像检索、计算机艺术、哲学、计算机模拟、场景变换和图像传输等一系列的应用中有着潜在的应用价值。
文档编号G06T1/00GK102609894SQ20121001056
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月14日 优先权日2012年1月14日
发明者吕新广, 孔锐, 张元标, 苏保河, 黄勇 申请人:暨南大学