技术特征：
1.一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，用于在图像拥有者、信息隐藏者及接收者之间进行秘密通讯，其特征在于，具体步骤如下：s1：图像拥有者对原始图像进行块置乱和块级流加密，生成加密图像并发送给信息隐藏者；s2：信息隐藏者基于加密图像块进行相邻像素预测，获得预测误差；s3：信息隐藏者对预测像素的预测误差位序列进行重排，生成重排预测误差二进制流；s4：信息隐藏者用游程编码对重排预测误差二进制流进行弹性压缩并腾出冗余空间；s5：信息隐藏者用隐藏秘钥加密秘密信息并将秘密信息嵌入到所腾出的冗余空间以获得含秘图像并发送给接收者；s6：接收者从收到的含秘加密图像中提取秘密信息和恢复原始图像。2.根据权利要求1所述的一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述s1中，图像拥有者对原始图像进行块置乱和块级流加密，生成加密图像并发送给信息隐藏者的方法如下：s11：将大小为m
×
n的原始图像i
o
划分成k个互相不重叠的大小为2
×
2的图像块b
i
，i＝1，2，
…
，k，图像块数量k的公式如下：式中：表示向下取整；s12：用由从1到k的不重复的伪随机数构成的块置乱秘钥对图像块b
i
进行块置乱操作，将原始图像块按照块置乱秘钥进行重排，获得块置乱图像；s13：用块级流加密秘钥对块置乱图像中的每个图像块b
i
进行加密形成加密图像块b
′
i
，获得加密图像，进行图像块加密的公式如下：其中，和分别为加密前的图像块b
i
和加密图像块b
′
i
中第j个像素，r
i
为块置乱秘钥生成的第i个伪随机数，i＝1，2，
…
，k；s14：图像拥有者将加密图像发送给信息隐藏者。3.根据权利要求2所述的一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述s2中，信息隐藏者基于加密图像块进行相邻像素预测，获得预测误差的方法如下：s21：信息隐藏者接收到加密图像，并将其划分成k个互相不重叠的大小为2
×
2的图像块b
′
i
，i＝1，2，
…
，k；s22：基于划分好的每个图像块b
′
i
，进行相邻像素预测，预测公式如下：其中，g＝2，3，4；代表图像块b
′
i
中左上角的像素，作为固定像素不做任何修改；依次代表图像块b
′
i
中右上、左下和右下的像素；为像素位置
的预测误差。4.根据权利要求3所述的一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述s3中，信息隐藏者对预测像素的预测误差位序列进行重排，生成重排预测误差二进制流的方法如下：s31：将预测误差转化成预测误差的二进制流形式，转化的公式如下：转化的公式如下：式中：表示像素的预测误差二进制流的第k位，预测误差二进制流的前8位为预测误差的绝对值转化成的8位二进制形式，第9位用于区分预测误差的正负；s32：将预测误差二进制流先以k为基准按照k＝8，7，6，5，4，3，2，1，9的顺序进行重排；再对同一k取值下的三个不同g取值的二进制位，以g为基准按照g＝2，3，4的顺序进行重排，获得重排预测误差二进制流。5.根据权利要求3所述的一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述s4中，信息隐藏者用游程编码对重排预测误差二进制流进行弹性压缩并腾出冗余空间方法如下：s41：设定游程编码中固定长度值为l
fix
；s42：读取重排预测误差二进制流中连续重复比特个数l，若l≥l
fix
，则该二进制流被压缩成由l
pre
位前缀流，l
pre
位长度符号流和1位尾位组合成的重构二进制流，l
pre
的计算公式如下：s43：读取重排预测误差二进制流中连续重复比特个数l，若l＜l
fix
，该二进制流被压缩成固定长度为l
fix
+1的重构二进制流；s44：计算每个图像块的压缩空间，若重构二进制流长度大于原始空间则用flag＝1进行标记，否则以flag＝0进行标记并进行游程编码压缩；所述游程编码压缩过程中，若l≥l
fix
则以l
pre
‑
1个“1”再加上“0”作为l
pre
位前缀流，以以作为l
pre
位长度符号流，并以1位重复的位作为尾位，若l＜l
fix
，则以“0”再加上l
fix
位连续的二进制流进行标记；其中()2表示括号中数字的二进制形式，flag值记录在g＝2的像素的msb位置，若图像块的flag＝1，则将g＝2的像素的原始msb信息作为额外信息，以第一优先级嵌入冗余空间。6.根据权利要求5所述的一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述s5中，原始空间大小为3*8＝24位。7.根据权利要求5所述的一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述s5中，信息隐藏者用隐藏秘钥加密秘密信息并将秘密信息嵌入到所腾出的冗余空间以获得含秘图像并发送给接收者的方法如下：s51：根据信息隐藏秘钥k
h
对原始秘密信息s
secret
实施加密，得到加密秘密信息；s52：根据flag值判断是否可以进行秘密信息藏入，若flag＝1，则无腾出空间，若flag
＝0，则将加密的秘密信息嵌入到所腾出的空间，生成含秘加密图像；s53：信息隐藏者将含秘加密图像发送给接收者。8.根据权利要求7所述的一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法，其特征在于，所述s6中，接收者从收到的含秘加密图像中提取秘密信息和恢复原始图像的方法如下：s61：若接收者拥有块级流加密秘钥和块置乱秘钥则对收到的含秘加密图像根据游程编码逆操作还原预测误差，并根据预测误差和固定像素恢复原始加密图像块，再用和恢复原始图像i
o
；s62：若接收者拥有信息隐藏秘钥k
h
，则从收到的含秘加密图像中取出加密的秘密信息并解码，获得秘密信息s
secret
；s63：若接收者同时拥有信息隐藏秘钥k
h
、块级流加密秘钥和块置乱秘钥则同时使用s61和s62提取秘密信息s
secret
及恢复原始图像i
o
。
技术总结
本发明提出了一种弹性选择和游程编码的加密图像可逆信息隐藏方法。对于图像拥有者，其对原始图像进行块置乱和块级流加密，生成加密图像并发送给信息隐藏者。对于信息隐藏者，首先，其基于加密图像块进行相邻像素预测，获得预测误差；其次，对预测像素的预测误差位序列进行重排，生成重排的预测误差二进制流；然后，利用游程编码对预测误差二进制流进行弹性压缩并腾出冗余空间；最后，用隐藏秘钥加密秘密信息并将秘密信息嵌入到所腾出的冗余空间以获得含秘图像。对于接收者，其根据拥有的秘钥解密原始图像或秘密信息。与其他现有技术相比，本发明提出的方案在嵌入容量具有较为优越的性能。的性能。的性能。
技术研发人员：许舒颖 张靖群 张真诚 周陈倩 石梦韬
受保护的技术使用者：绍兴聚量数据技术有限公司
技术研发日：2021.06.10
技术公布日：2021/9/9