图像的RGB三个分量中4X4图像块的标准差分 布图，图2 (a)为来自色彩分量R的4 X 4图像块标准差分布，图2 (b)为来自色彩分量G的 4 X 4图像块标准差分布，图2 (c)为来自色彩分量B的4 X 4图像块标准差分布；
[0062] 图3是本发明具体实施例中提供的一个简单的对标准差聚类的算法示意图，将示 意图中的秘密图像块和目标图像块分为三类，第一类有8个元素，第二类有5个元素，第三 类有3个元素；
[0063] 图4是本发明具体实施例的方案与Lee的方案在一个应用实例中的对比，图4(a) 为秘密图，图4(b)为目标图，图4(c)为使用Lee提出的方法产生的载密图，图4(d)为使用 本发明提出的方法产生的载密图，图4(e)为来自图4(b)中的特定区域，图4(f)为来自图 (c)中的相同区域，图4(g)为来自图4(d)中的相同区域；可以看出使用本发明提出的方法 产生的载密图其伪装效果优于使用Lee等人提出的方法产生的载密图，并且本发明可以从 载密图中无损恢复出秘密图，而Lee等人提出的方法不能够无损恢复出秘密图；
[0064] 图5本发明提供的一个透明图像压缩的示例，将图5(a)变换到图5(b)得到图 5(d)，将图5(d)变换到图5(c)得到图5(e)，从图5(e)中恢复图5(d)，再从图5(d)中恢复 图 5 (a)。
【具体实施方式】
[0065] 下面，结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
[0066] 如图1所示，一种图像无损变换方法，包括以下步骤：
[0067] S1、秘密图像的隐藏，秘密图像块用符号Ts表示，目标图像块用符号Tt表示，将秘 密图像块隐藏到目标图像块得到的载密图像块用符号Tm表示：
[0068] S11、将秘密图像的一个颜色分量C与目标图像对应的颜色分量C分别划分为N个 4X4图像块，C = R，G，B。计算每个秘密图像块的标准差，采用统计学中的百分位数法，将 秘密图像块的标准差从小到大排列，用Na表示处于α %位置的值即第α百分位数。
[0069] 按照标准差将N个秘密图像块划分为32类，其中，标准差属于[H]范围内的秘 密图像块平均分为2类，第一类的标准差属于范围[NyN25],第二类的标准差属于范围（Ν25， N5q];标准差属于范围（Νμ，Ν93.75]的秘密图像块平均分为6类；标准差属于范围（N 93.75，N1q。] 的秘密图像块平均分为24类。保证不同类中的秘密图像块不具有相同的标准差。此分类 根据自然图像的4X 4图像块标准差分布得到，其分布如图2所示。
[0070] S12、计算每个目标图像块的标准差，将目标图像块的标准差从小到大排列，使用 秘密图像块分类得到的类容量（即每类所包含的秘密图像块的个数）将N个目标图像块划 分为32类，保证类别相同的目标图像块和秘密图像块具有相同的类容量。例如秘密图像块 的第一类含有L1个秘密图像块，则标准差排在前L i的目标图像块属于第一类，以此类推，目 标图像块的第i类含有1^个目标图像块。
[0071] 按照光栅扫描顺序扫描秘密图像块和目标图像块，根据其标准差判断当前秘密图 像块所属的类以及该类截至当前出现的次数，如果当前秘密图像块属于i类，i类出现第j 次，那么找到属于i类，并且i类出现第j次的目标图像块，即找到的目标图像块与秘密图 像块具有相同的复合脚标L，匹配具有相同复合脚标L的秘密图像块和目标图像块，将秘 密图像块变换到目标图像块。
[0072] 计算秘密图像块Ts的均值u和目标图像块Tt的均值，令Δ u = round (u' -u)，round为取最接近整数的意思。
[0073] 利用以下公式变换得到载密图像块Tm :
[0074] Tmk= Tsk+Au
[0075] 其中，1^表示变换后得到的载密图像块Tm中每个像素的像素值，Ts k表示秘密图 像块Ts中每个像素的像素值，△ u表示匹配的目标图像块Tt与秘密图像块Ts的均值差。
[0076] 为了减少像素值溢出问题（超出0~255范围），需要调整AU。
[0077] 当像素值出现高于255的溢出时，调整如下式：
[0081] 其中，Ovniax表示载密图像块Tm中高于255的像素值中的最大值，Un _表示载密图 像块Tm中低于0的像素值中的最小值，T表示门限，可以设为T= 10, Au1表示溢出调整 后的Au，为了下面描述方便，当像素值未出现溢出时，令Au1= AU。
[0082] 为了减少记录Au1所需要的信息，将Au i进行量化调整，量化过程如下式所示：
[0084] 其中，Au2表示量化调整后的Au p round(Δι^/8)表示取最接近Au/8的整数， floor(Au/8)表示取不大于Δι^/8的最大整数。
[0085] 令Au' = I Au2|/4,只需记录Au' ; Δ u'为偶数时表明Δ U1彡0，Δ u'为奇 数时表明AUl<0。
[0086] 利用△ U2重新进行平移变换，对载密图像块Tm中每个像素的像素值进行更新：
[0087] Tmk= Tsk+Au2
[0088] S13、依次将载密图像块Tm旋转四个方向（0°，90°，180°，270° )，分别计算每 个方向上载密图像块Tm与目标图像块Tt的均方误差，选择均方误差最小的一个方向为最 优方向，则载密块Tm按照此最优方向旋转。
[0089] S14、重复上述步骤，直至R、G、B三个通道中所有的秘密图像块都变换完毕，得到 载密图像。
[0090] S15、找出载密图像中所有像素值不大于0的像素和所有像素值不小于255的像 素，将小于〇的像素值取为〇,将大于255的像素值取为255,并采用以下公式记录超出（0， 255)范围的冗余像素值信息：
[0092] 其中，resi表示载密图像中溢出的冗余像素值信息，pix表示载密图像中每个像 素的像素值。
[0093] S16、每个旋转方向需要2bits记录，所有的旋转方向信息为InfD，熵编码压缩所有 的类信息得到Infe，熵编码压缩所有的冗余像素值信息得到Infresl，熵编码压缩所有的均值 差信息Au'得到Infu。因为InfpInfreslUnf^别压缩，所以需要记录每段码流的长度。 所有的码流信息组成Inf，采用安全的加密算法将Inf加密成Inf'，采用可逆隐藏的方法 将Inf'藏于消除冗余后得到的载密图像中。
[0094] S2、秘密图像的恢复：
[0095] S21、提取附加信息，恢复出可逆隐藏了附加信息之前的载密图像M，通过密钥解密 Inf'得到Inf，其中包括信息Infc、InfD、Infres^ Infir解压缩得到类信息、旋转方向信息、 冗余像素值信息和所有Au'。
[0096] S22、找出载密图像M中所有像素值等于0和等于255的像素，将读取的冗余像素 值信息添加到载密图像M中。按照颜色分量将添加冗余后的载密图像划分为N个4X4载 密图像块，再按照与将秘密图像块分为32类相同的方法，将载密图像块划分为32类。因为 平移与旋转不改变图像块的标准差大小，载密图像块的标准差与秘密图像块的标准差完全 相同，所以对载密图像块重新聚类，会得到与对秘密图像块聚类相同的类，一个简单示例如 图3所示。
[0097] S23、按顺序读取类信息、旋转方向信息和Au'信息，如果当前读取的秘密图像块 类信息为属于i类，i类出现第j次，则找出属于i类，并且i类出现第j次的载密图像块， 即从复合脚标为^的载密图像块中提取出复合脚标为h的秘密图像块；然后根据读取的旋 转方向信息将该载密图像块反向旋转；最后根据读取的Au'信息得到Au2，利用以下公式 恢复得到反向旋转后的载密图像块对应的秘密图像块Ts :
[0098] Tsk = Tm k_ A U2
[0099] S24、重复步骤S23,直至所有的秘密图像块都得到恢复。
[0100] 在上述方法中，需要说明的是：
[0101] 秘密图像的R、G、B三个通道是逐个进行变换的，也可以将秘密图像和目标图像的 R、G、B三个通道分别按顺序排列成一个灰度图像，若原RGB图像的大小为mXn，则排列成的 灰度图像的大小为3mXn，然后将排列成的灰度图像划分为M个4X4 ±夬，M = 3N;相应地， 在秘密图像恢复时，需要将秘密图像块重新排列成一个RGB图像，即由一个大小为3mXn的 灰度秘密图像转换为大小为mX η的RGB秘密图像。
[0102] 本发明实施例将秘密图像的所有4X4图像块和目标图像的所有4X4图像块按其 标准差大小分为32类，秘密图像和目标图像对应相同类所含元素数目相同。相同类之间的 秘密图像块与目标图像块进行一对一的变换。图像块取的越小，变换后的图像其伪装效果 就越好，但是图像块取的越小，其附加信息就会越多，嵌入大量的附加信息又会导致载密图 像的效果变差，因此图像块又不能取的太小。本发明尽可能减少恢复秘