在载体图像中嵌入净荷的方法及净荷重建、传输方法_3

文档序号:9305035阅读:来源:国知局
、706和708表示的元素1、 2、3和4可被重新排列为子元素1'、2'、3'、4'、5'等,依此类推。其中,子元素1'~10'分 别由3位二进制数1302~1311表示,元素1的前三个比特组成子元素1',之后的三个比特 组成子元素2',最后两个比特与元素2的第一个比特组成子元素3',依此类推。如此,净荷 一维序列化阵列700的所有包括8位二进制数的元素可被重新排列成净荷一维序列化阵列 1300,其中的各个子元素具有由3位二进制数表示的像素单位净荷。
[0086]图14所示为根据本发明一个实施例的具有像素单位净荷的净荷一维序列化阵列 1400,其包括各子元素1402 (即子元素1',2',3',4'等)及式(17)~(26)所示的对应的 像素单位净荷1404。
[0087] 所述重新排列的每个子元素的像素单位净荷如下:
[0088] 子元素 1' : {0,0,0}= 0 (17)
[0089]子元素 2' : {1,0,1} = 5 (18)
[0090] 子元素 3' : {1,1,0} = 6 (19)
[0091]子元素 4' : {1,0,0} =4 (20)
[0092]子元素 5' : {0,0,1} = 1 (21)
[0093]子元素 6' : {1,0,1} = 5 (22)
[0094] 子元素 7' : {1,1,1} = 7 (23)
[0095] 子元素 8' : {0,1,1} = 3 (24)
[0096]子元素 9' : {0,1,0} = 2 (25)
[0097]子元素10':{1,1,0}=6 (26)
[0098] 在嵌入净荷时,将每个子元素1402的像素单位净荷1404加至图5所示载体图像 一维序列化阵列300的对应元素的基数502上,从而使得子元素1'与元素或像素(1,1)相 匹配,子元素2'与元素或像素(1,2)相匹配,子元素3'与元素或像素(1,3)相匹配,依此 类推。
[0099] 在提取所述净荷时,向每个元素的亮度实施模数为8的取模运算。由于所述像素 单位净荷小于该模数且所述载体图像各元素的原始亮度值的余数已去除,因此可恢复图14 所示的具有像素单位净荷的净荷一维序列化阵列1400。通过将子元素1',2',3',…重新 排列为元素1,2, 3,…,可重建出由8位二进制数表示的图7所示的净荷一维序列化阵列 700。相应地,可重建出图6所示净荷一维序列化阵列600的所有净荷。重建的净荷一维序 列化阵列600可经反序列化恢复为其原始格式,例如为图12所示净荷图像"熊猫"。
[0100] 图15所示为根据本发明一个实施例的与净荷一维序列化阵列700类似的使用模 数8的净荷一维序列化阵列1500。与图7所示实施例相同,净荷一维序列化阵列700的每 个元素均包括8位二进制数。
[0101] 元素1可被分割为三个子元素:子元素1A、子元素1B和子元素1C。子元素1A和 1B均由3位二进制数表示,而子元素1C由2位二进制数表示。此方式中,子元素1A、1B和 1C的像素单位净荷均小于所述模数8。同样地,元素2可被分割为子元素2A、子元素2B和 子元素2C,元素3可被分割为子元素3A、子元素3B和子元素3C,元素4可被分割为子元素 4A、子元素4B和子元素4C,依此类推。
[0102] 每个子元素的像素单位净荷如下:
[0103]子元素 1A: {0,0,0}= 0 (27)
[0104]子元素 1B:{1,0,1}=5 (28)
[0105]子元素 1C: {1,1} = 3 (29)
[0106]子元素 2A: {0,1,0}= 2 (30)
[0107]子元素 2B: {0,0,0}= 0 (31)
[0108]子元素 2C: {1,1} = 3 (32)
[0109]子元素 3A: {0,1,1} = 3 (33)
[0110] 子元素 3B: {1,1,0} = 6 (34)
[0111] 子元素 3C: {1,1} = 3 (35)
[0112] 子元素 4A: {0,1,0} = 2 (36)
[0113]子元素 4B: {1,1,0} = 6 (37)
[0114]子元素 4C: {1,0} = 2 (38)
[0115] 子元素1A由3位二进制数1502表示,子元素1B由3位二进制数1503表示,子元 素1C由2位二进制数1504表示,子元素2A由3位二进制数1505表示,子元素2B由3位 二进制数1506表示,子元素2C由2位二进制数1507表示,子元素3A由3位二进制数1508 表示,子元素3B由3位二进制数1509表示,子元素3C由2位二进制数1510表示,子元素 4A由3位二进制数1511表示,子元素4B由3位二进制数1512表示,子元素4C由2位二进 制数1513表示。
[0116] 在嵌入净荷时,将每个子元素1A、1B、1C、2A、2B等的像素单位净荷加至图5所示载 体图像一维序列化阵列300的对应元素的基数502上,从而使得子元素1A与元素或像素 (1,1)相匹配,子元素1B与元素或像素(1,2)相匹配,子元素1C与元素或像素(1,3)相匹 配,依此类推。
[0117] 在提取所述净荷时,对载体图像一维序列化阵列的每个元素的亮度实施取模运 算。根据本发明一个实施例,由于所述像素单位净荷小于所述模数且所述载体图像各元素 的原始亮度值的余数已去除,因此可恢复图16所示像素单位净荷1604。通过将具有3个比 特的子元素1A,具有3个比特的子元素1B,以及具有2个比特的子元素1C重新排列为元素 1,将具有3个比特的子元素2A,具有3个比特的子元素2B,以及具有2个比特的子元素2C 重新排列为元素2,依此类推,可重建出由8位二进制数表示的图7所示的净荷一维序列化 阵列700。相应地,可重建出图6所示净荷一维序列化阵列600的所有净荷。重建的净荷一 维序列化阵列600可经反序列化恢复为其原始格式,例如为图12所示净荷图像"熊猫"。
[0118] 再次参考图5,像素单位净荷也可只加至载体图像一维序列化阵列300的被选元 素或像素上。例如,如图4所示,载体图像一维序列化阵列300的所述被选元素或像素具有 处于一上限值和一下限值之间的亮度值。如果某个元素的亮度值超出所述上限值和下限值 限定的范围,此元素则不参与所述编码(即净荷嵌入)和解码(即净荷提取)过程。编码 /解码的开始位置为嵌入净荷时的起始被选像素的位置。
[0119] 净荷,例如净荷图像"熊猫"等,可嵌入例如载体图像"花"等图片中。其中,净荷 图像的每个像素的亮度值可用PB(payload bit)位二进制数表示,而载体图像的每个像素 的亮度值则可用等于或不等于PB的CB(carrying bit)位二进制数来表示。首先,对所述 载体图像"花"的所有像素的亮度值实施模数为M的取模运算。然后,从所述载体图像"花" 的亮度值中去除上述取模运算中得到的余数,从而使得该载体图像"花"的所有像素的亮度 值均不含余数。
[0120] 其后,将所述净荷图像"熊猫"的亮度值从可由PB位二进制数表示的净荷分割为 可由PPB(per-pixelpayload)位二进制数表示的像素单位净荷,其中PB>PPB。所述PPB位 二进制数表示的像素单位净荷的最大值必须小于所述模数值M。例如,可将模数值选为M= 8,同时PB=CB= 8。如果PPB= 3,则8位字码或净荷的亮度值可覆盖0~255个灰度等 级,而3位像素单位净荷只覆盖0~7个灰度等级。当具有0~7个灰度等级的所述分割 像素单位净荷被叠加于具有〇~255个灰度等级的所述载体图像上时,肉眼无法察觉出原 始图像"花"与内嵌了所述分割后的像素单位净荷图像"熊猫"后的图像"花"之间的差异。 此外,机器,即计算机,也无法检测出所述图像"花"内是否嵌入了如所述净荷图像"熊猫"等 的净荷,这是因为该机器并不知道原始图像"花"。
[0121] 在提取所述净荷时,向所述载体图像"花"的像素亮度值再次实施模数值同样为M 的取模运算。该取模运算所得到的余数即为像素单位净荷。将所述各像素单位净荷组合后 即可得到所述净荷图像"熊猫"的每个像素的亮度值,从而重建该净荷图像"熊猫"。
[0122] 所述净荷可以为图像,例如,上例所述净荷图像"熊猫"。所述净荷还可以为文本信 息或任何文件。此外,在将所述净荷嵌入载体图像内之前可对其加密。加密方式例如为AES 加密或RSA加密。加密后,所述图像"熊猫"将变成与该图像"熊猫"不同的加密图像"熊 猫"。其后,重建的加密净荷可被解密成其原始形式,例如所述图像"熊猫"。所述解密方式 例如为AES解密或RSA解密。
[0123]图17所示为根据本发明一实施例的示例性传输操作。其中,由第一设备1702将 图像"花" 1704以无损格式传送至第二设备1706。其后,被接收的图像"花" 1708显示于 第二设备1706。执行提取操作后,第二设备1706显示的图像"花" 1708被转化为图像"熊 猫"1710。
[0124] 可以理
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