基于秘密信息加密预处理的智能移动终端图像隐写方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像隐写领域，尤其设及一种基于秘密信息加密预处理的智能移动终 端图像隐写方法。
【背景技术】
[0002] 随着智能移动终端价格的下降及社会服务的网络化，移动互联网的用户占据越来 越大的比重。移动互联网的飞速发展使得智能移动终端中图像、视频等数字多媒体信息的 存储、复制与传播变得非常方便。然而，人们在享受网络时代提供的信息共享便捷通信的同 时，也为私密信息的泄露埋下了隐患。
[0003] 数字图像隐写术是近年发展起来的一种新型的信息安全技术，不同于传统的密码 技术。传统的密码技术是将明文数据加密成无法正常识别的密文数据来隐藏通信内容，却 无法隐藏秘密通信的事实；而数字图像隐写术是通过将秘密信息隐藏在公开载体图像中进 行传送，不但掩盖通信内容而且掩盖了通信事实，从而弥补了传统密码技术隐蔽性的不足。
[0004] 然而，由于智能移动终端的处理器能力和存储能力有限，如果将现有的各种数字 图像隐写方法移植应用到针对智能移动终端的图像隐写中，则会因移植的图像隐写方法的 较大复杂度导致智能移动终端的处理效率非常低下。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种适于智能移动终端中 图像隐写的基于秘密信息加密预处理的智能移动终端图像隐写方法。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于秘密信息加密预处理的智能 移动终端图像隐写方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
[0007] (1)智能移动终端通过内存卡或内置摄像头获取外部图像，对获取的外部图像滤 除噪声，并将滤除噪声后的外部图像作为隐写信息的待选原始载体图像；
[000引似选择原始载体图像C，设原始载体图像C的像素值为cXc，设定待嵌入的原始 秘密信息S为一组长度为L的字符串S，记字符串S中第i个字符为Si，1《i《L;
[0009](3)统计字符串s中各字符出现的次数，并计算出各字符的出现概率，记字符Si的 出现概率为p(Si)，0<p(Si)《1 ;
[0010] (4)根据各字符出现概率从小到大的顺序，对各字符进行重新排序，形成一组新的 字符串si，并查找新的字符串Si中出现概率最小的字符；
[0011] (5)W新字符串中字符从左至右的顺序查找，将查找到的出现概率最小的字符组 合相加，形成新的节点，并将形成的新节点作为整体与其他未组合的字符重新排序；
[0012] (6)再次重复执行步骤巧），W最终得到概率之和为1，获得最终的化ffman二叉 树；根据化ffman二叉树，W从根到分支、左节点为0,右节点为1的原则，得到化ffman码 表；
[0013] (7)根据化ffman码表中各字符对应的编码顺序，得到待嵌入原始秘密信息S的编 码信息数据D，其中设定编码信息数据D的长度为1，第j个信息数据为d,，1《j《1;
[0014] (8)wIP置换表，对步骤（7)中编码信息数据D进行重新排序，w获得置换编码 信息数据D。，其中，置换编码信息数据D。由位于左侧的L。数据组和位于右侧的R。数据组组 成，0。=LuR。，该重新排序过程包括如下步骤（8-1)至步骤（8-如：
[001引 （8-1)将编码信息数据D中第58位信息数据dss作为L。数据组的第1位，编码信 息数据D中第50位信息数据屯。作为L。数据组中的第2位，依此类推，得到L。数据组为L。 =dsAAz…屯;编码信息数据D中第57位信息数据d57作为R。数据组的第Η立，编码信 息数据D中第49位信息数据cU作为L。数据组中的第2位，依此类推，得到R。数据组为R。 =ds油gcV··山;将L。数据组和R。数据组进行组合，得到置换编码信息数据01=(15油。(142··· dsdsTdAgdu···山；
[0016] (8-2)对步骤（8-1)所得L。数据组和R。数据组中数据按照IP置换表进行IP置 换和异或运算，并进行16次循环迭代，得到迭代后的L'。数据组和R'。数据组，并令L'。(t) =L。(t)，R'。=R。(t)，其中，迭代公式如下：
[0017] /·'"(〇 =化>0'- 1):化1(0 = /一(>("货./(巧如-f= 1,2,..16 ;
[001引其中，u(t)表示L。数据组中第t个信息数据，Ru(t)表示R。数据组中第t个信息 数据，墳表示异或运算，f(，）表示由S盒决定的置换算法，kt表示由密钥编排产生的数据 块；
[001引 IP置换表如下：
[0020]
[0021] (8-：3)对步骤（8-2)所得迭代后的
L'0数据组和R'。数据组中的数据按照巧i逆 置换表进行置换，得到密文数据D' ；其中，IP1逆置换表如下：
[0022]
[0023] (9)将预处理后的秘密信息中每个比特按zigzag扫描的方式对应于载体图像C的 各个像素值，并记录像素的LSB数据流；
[0024] (10)统计每个像素的LSB与欲嵌入的秘密信息比特不同的像素个数，记不同的像 素构成向量g，并计算、获取最优组合X。，Xl,而，…，X255;其中，最优组合X。，Xl，而，…，而55的 求解公式如下：
[00巧]
[002引 g' =Mx+g,，g'表示图像隐写后的像素矩阵；
[002引 （11)对于灰度值为g,的像素点集合（g。，gi，g2,…，g255)，选择X，个像素将其灰度 值减1，并将剩余的（g，-x，）个像素的灰度值加1，从而得到嵌入秘密信息S的加密载体图像C'，其中，加密载体图像C'的像素矩阵为g'。
[0030] 与现有技术相比，本发明的优点在于：智能移动终端选取滤噪后的外部图像作为 原始载体图像，统计嵌入秘密信息中字符出现概率，根据字符出现概率对各字符重新排序 形成新的字符串；将查找到的新字符串中出现概率最小的字符组合相加形成新的节点，新 节点作为整体与其他未组合字符重新排序，获得最终的化ffman二叉树、化ffman码表和秘 密信息的编码信息数据；WIP置换表，对编码信息数据重新排序，获得置换编码信息数据； 记录载体图像各像素的LSB数据流与秘密信息比特不同的像素个数；并通过对像素的灰度 值减1或加1，得到嵌入秘密信息的加密载体图像。本发明中的图像隐写方法不仅适用于智 能移动终端中的图像隐写，而且隐写后的加密载体图像具有良好的视觉隐蔽性，从而保证 了所嵌入秘密信息的安全。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明实施例中基于秘密信息加密预处理的智能移动终端图像隐写方法 流程示意图；
[0032] 图2为本发明实施例中选择的四幅原始载体图像；其中，图2(a)至图2(d)分别为 原始载体图像"Lena"、"B油oon"、叩e卵ers"和"Boats";
[003引图3为本发明实施例中嵌入秘密信息后的加密载体图像；其中，图3(a)至图3(d) 分别为嵌入秘密信息后的加密载体图像"Lena"、"B油oon"、叩eppers"和"Boats"。
【具体实施方式】
[0034] W下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0035] 在本实施例中，智能移动终端具有内存卡和内置摄像头，其中，智能移动终端中的 图像可W通过内存卡从外部终端导入，例如通过SD卡导入，也可化围过内置摄像头拍摄照 片后，W获取外部图像。
[0036] W下结合图1，对本实施例中基于秘密信息加密预处理的智能移动终端图像隐写 方法作出具体说明。该智能移动终端图像隐写方法依次包括如下步骤：
[0037] (1)智能移动终端通过内存卡或内置摄像头获取外部图像，对获取的外部图像滤 除噪声，并将滤除噪声后的外部图像作为隐写信息的待选原始载体图像；其中，滤除外部图 像的噪声后，可W减少噪声对嵌入秘密信屯、过程的干扰，W提高嵌入效率；
[0038] (2)在待选择的原始载体图像中，根据需要，选择原始载体图像C，设原始载体图 像C的像素值为CXC，待嵌入的原始秘密信息S为一组长度为L的字符串S，记字符串S中 第i个字符为
[003引 做统计字符串S中各字符出现的次数，并计算出各字符的出现概率，记字符Si的 出现概率为p(Si)，0<p(Si)《1 ;
[0040] 设待嵌入的原始秘密信息S为字符串"C油cedeacacdeddaa油a油油aa油bacdebac eada"，该字符串的长度为40,则字符"a"的出现概率为0. 4,字符"b"的出现概率为0. 175， 字符"C"的出现概率为0. 15,字符"d"的出现概率为0. 15,字符"e"的出现概率为0. 125 ; [00川 （4)根据各字符出现概率从小到大的顺序，对各字符进行重新排序，形成一组新的 字符串si，并查找新的字符串Si中出现概率最小的字符；
[0042] 例如，在字符串"C油cedeacacdeddaa油a油油aa油bacdebaceada"中，根据各字符 出现概率从小到大重新排序后为e(0. 125)、c(0. 15)、d(0. 15)、b(0. 175)、a(0. 4)，其中， e(0. 125)表示字符"e"的出现概率为0. 125;得到重新排序后的新字符串为"ec化a";
[0043] (5) W新字符串中字符从左至右的顺序查找，将查找到的出现概率最小的字符组 合相加，形成新的节点，并将形成的新节点作为整体与其他未组合的字符重新排序；
[0044] 在