在载体图像中嵌入净荷的方法及净荷重建、传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及传输或保存携带有无法检测到的净荷（payload)的载体图像的方法， 尤其涉及图片内嵌净荷的编码方法。
【背景技术】
[0002] 使用如AES加密和RSA加密等加密方式对被传输的隐私等保密信息进行保护已广 为人知且被普遍使用。由于被传输的信息已加密，所以未授权的接收人无法对已加密的信 息进行读取。然而，虽然接收人无法解密已接收的信息，但其仍可知该信息为加密信息，因 为加密信息一般被随机化且无法被人识别。
[0003] 在某些情形下，加密信息可能在其传输过程中由于吸引了不必要的注意而被屏蔽 或丢弃。因此，不但需要对信息加密，还需要将加密信息承载于人可识别的图片等伪装媒介 中。也即，被传输的信息虽然看似为无关的人可识别图片，但实际上该人可识别图片内编码 或内嵌了一保密信息。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种在载体图像中嵌入净荷的方法及相应的净荷重建和传 输方法，以取代或改进现有的加密方式。
[0005] 为达到上述目的，本发明的第一方面提供一种在载体图像中嵌入净荷的方法，包 括：提供具有二维阵列的二维载体图像，其中所述二维阵列的每个元素具有至少一个亮度 值；对所述二维载体图像进行序列化，以得到载体图像一维序列化阵列，其中所述载体图像 一维序列化阵列的每个元素具有与所述二维阵列的元素相对应的至少一个亮度值；对所述 载体图像一维序列化阵列的每个元素的亮度值实施模数值为M的取模运算并获取每个元 素的亮度基数值；提供净荷一维序列化阵列，其中所述净荷一维序列化阵列的每个元素具 有可由n位二进制数表示的净荷；将所述净荷一维序列化阵列的每个元素分割为多个子元 素，其中，所述多个子元素中的每一个具有可由n'位二进制数表示的像素单位净荷，且满足 n'小于n，以及n'位二进制数所能表示的最大值小于所述模数值M;将所述多个子元素中 的每个子元素与所述载体图像一维序列化阵列的相应元素配对；将所述多个子元素中的各 子元素的像素单位净荷加至所述载体图像一维序列化阵列的相应元素的亮度基数值上，以 将所述净荷一维序列化阵列嵌入所述载体图像一维序列化阵列中；将实施相加后的载体图 像一维序列化阵列反序列化为内嵌所述净荷一维序列化阵列的二维载体图像。
[0006] 为达到上述目的，本发明的第二方面提供一种对内嵌于载体图像中的净荷进行重 建的方法，包括：提供内嵌有具有至少一个亮度值的净荷的二维载体图像；将所述内嵌有 具有至少一个亮度值的净荷的二维载体图像序列化为内嵌有具有至少一个亮度值的净荷 的载体图像一维序列化阵列；对内嵌有净荷的载体图像一维序列化阵列的每个元素的亮度 值实施模数值为M的取模运算并获取相应的余数；将获取的可由n'位二进制数表示的余数 合并为可由n位二进制数表示的所述净荷，其中，n'小于n，且n'位二进制数所能表示的最 大值小于所述模数值M。
[0007] 为达到上述目的，本发明的第三方面提供一种对通过图片内嵌净荷编码方式内嵌 于图片中的净荷进行传输的方法，包括：使用第一设备传输一人可识别图片；使用第二设 备接收被传输的所述人可识别图片；处理接收到的所述人可识别图片；将接收到的所述人 可识别图片转化为一净荷。
[0008] 通过采用上述一种或多种方法，保密信息能够以看似无关的人可识别图片的形式 进行传输或保存，不会引起不必要的注意，也不容易被屏蔽或丢弃，且保密信息的提取过程 非常简单，可靠性高。
【附图说明】
[0009] 以下通过参考附图对本发明的非限制性和非穷举性实施例进行说明。各附图中， 除非另有说明，相似参考标号指代相似部件。
[0010] 图1所示为用于编码净荷的示例性人可识别图片。
[0011] 图2所示为由二维MXN阵列表示的示例性图片示意图。
[0012]图3所示为对具有MXN阵列的二维载体图像序列化后的载体图像一维序列化阵 列的不意图。
[0013]图4所示为具有多个亮度值的示例性载体图像一维序列化阵列。
[0014]图5所示为去除余数后的具有多个亮度值的示例性载体图像一维序列化阵列。
[0015] 图6所示为示例性净荷一维序列化阵列。
[0016] 图7所示为包括具有由8位二进制数表示的净荷元素的净荷一维序列化阵列。
[0017] 图8所示为包括分割子元素的净荷一维序列化阵列。
[0018] 图9所示为包括具有像素单位净荷的分割子元素的净荷一维序列化阵列。
[0019]图10所示为在原始亮度值上叠加了像素单位净荷后的净荷一维序列化阵列。
[0020] 图11所示为已内嵌净荷的示例性图片。
[0021] 图12所示为嵌入载体图像内的示例性净荷。
[0022] 图13所示为包括具有8位净荷元素的净荷一维序列化阵列。
[0023] 图14所示为包括具有3位像素单位净荷子元素的净荷一维序列化阵列。
[0024] 图15所示为包括具有8位净荷元素的净荷一维序列化阵列。
[0025] 图16所示为包括具有3位、3位、2位像素单位净荷子元素的净荷一维序列化阵 列。
[0026] 图17所示为图片内嵌净荷编码的示例性操作。
[0027] 图18所示为在二维载体图像中嵌入净荷的示例性方法。
[0028]图19所示为从内嵌有净荷的二维载体图像中提取净荷的示例性方法。
[0029] 各附图中，相应参考字符表示相应部件。本领域技术人员可理解的是，附图中的元 素以简便性和清晰性为目的展示，不一定按比例绘制。例如，为了更加容易理解本发明的各 实施例，图中某些元素的尺寸可能相对其他元素被放大。
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明的理解更加透彻，下文给出了多个具体细节。然而，对本领域技术人员 而言显而易见的是，本发明的实施并不依赖于这些细节。此外，为了避免给本发明的描述造 成混乱，熟知材料和方法并未具体描述。
[0031] 本说明书中，提及"一个实施例"或"一实施例"时是指，结合所述实施例描述的具 体特征、方法或特性包含于本发明的至少一个实施例中。因此，呈现于本说明书中各处的短 语"在一个实施例中"或"在一实施例"并不一定都指同一实施例。此外，在一个或多个实 施例中，所述具体特征、方法或特性可以任何合适的组合和/或次组合形式组合。
[0032] 图1所示为根据本发明一个实施例的示例性人可识别图片100,其例如为图像 "花"，用于被编码后携带一净荷（payload)。净荷是指被传输的实际需要的信息。二维载体 图像"花" 100包括MXN个像素或元素，M和N均为整数。如果载体图像"花" 100为单色图 像，则其每个元素均具有一个亮度值。如果载体图像"花"1〇〇为彩色图像，则其每个元素均 可具有红色亮度R、绿色亮度G和蓝色亮度B三个值。
[0033] 假设所述载体图像"花"为单色图像，则其每个元素具有灰度水平为0至255的亮 度值。所述亮度值由8比特的二进制数表示。可以理解的是，本发明并不局限于8比特的 二进制数表现形式，其可使用任何比特的二进制数表现形式。同样地，本发明并不局限于单 色载体图像，其也可使用彩色载体图像。
[0034] 如果载体图像"花"100为彩色图像，则其每个颜色值R、G、B均可用上述亮度值的 处理方式进行处理。或者，R、G、B值中的一个或两个可用上述亮度值的处理方式进行处理。
[0035] 图2所示为根据本发明一个实施例的表示二维载体图像"花"100的MXN阵列 200的示意图。图3所示为根据本发明一个实施例对具有MXN阵列200的二维载体图像 "花" 100序列化后的载体图像一维序列化阵列300。序列化是指将数据结构转化为可经网 络连接链路存储或传输并且之后可在相同计算机环境中重建的一维阵列的过程。当根据所 执行的序列化的格式对上述产生的一系列数据重新读取时，便可生成原始对象。
[0036]图4所示为根据本发明一个示例性实施例的由8位二进制数400构成的载体图像 一维序列化阵列300的示意图。图4的下部显示了该载体图像一维序列化阵列300与上述 二维MXN阵列200的元素对应关系，而其上部所示为二维MXN阵列200中对应元素的示 例性亮度值402。
[0037] 求取余数的运算称为取模运算，使用运算符"mod"或"％"表示。例如，14除以12 的余数表示为14mod12或14% 12。由于其余数为2,可得14mod12 = 2,或14% 12 = 2。 需要注意的是，此外还有26mod12 = 2,或26% 12 = 2。在上述两例中，除数12称为模数， 可得：
[0038] 余数=数值％模数（1)
[0039] 使用所述取模运算可算出每个亮度值的余数。其中，可使用任何模数。例如，使用 16作为模数对图4中的亮度值求余后的结果如表1所示。需要注意的是，还可使用其他任 何模数。
[0040] 每个亮度值的基数定义为该亮度值减去其余数的差，即：
[0041] 基数=数值-余数（2)
[0042] 式⑵中，"余