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专利号: 2019107125320
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-03-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种图像伪装方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:给定分辨率为m0×n0的P0阶灰度掩体图像 2值密图通信双方约定的分辨率为(2r-1)×(2r-1)的L个两两不相等的灰度图像S2:将所有的灰度图像Hk编码为圆形图像S3:将灰度掩体图像T通过误差扩散预处理转化为L级半色调图 像S4:通过预设的密钥k0生成随机转角矩阵通过预设的密钥k1生成 个两两不等的m0×n0范围内的随机整数坐标序列,记为 其中m∈{1,…,m1·n1},符号 表示向上取整;

通过预设的密钥k2生成2维加密映射矩阵 其中zi,w∈[0,n-1]且加密映射矩阵Z中任意一行对应的2m个随机值两两不等;

通过预设的密钥k3生成遍历顺序序列 且遍历顺序序列E中的坐标两两不等;

S5:将密图 扫描为2值比特序列 并以m个比特为一组加密映射得到映射转角序列

S6:初始化分辨率为m2×n2的P2阶灰度图像 其中m2=m0·(2r-1),n2=n0·(2r-1);

S7:根据遍历顺序序列E确定半色调图像T′中每个像素的遍历顺序,按遍历顺序对L级半色 调图 像T ′中的 每 个像 素t ′i ,j ∈{ 0 ,1 ,… ,L- 1} 从圆 形图 像中选择对应的编码样本小块 通过随机转角矩阵IND和映射转角序列 得到编码样本小块 的放置转角,根据放置转角将编码样本小块 放置在灰度图像M上,直至半色调图像T′中的所有像素处理完毕,将处理完毕的灰度图像M作为嵌密掩体输出完成伪装。

2.根据权利要求1所述的图像伪装方法,其特征在于,所述S2的具体方法为:S2-1:通过式(1)将灰度图像Hk转化为半径为r的圆形图像S2-2:将H′k,k=0,1,…,L-1通过半径r范围内的均值进行增序排列作为编码圆形图像所述S3的具体方法为:S3-1:初始化分辨率为m0×n0的空白图像S3-2:通过式(2)将灰度掩体图像T中的当前未处理元素ti,j转化为t′i,j;

其中,符号 表示向下取整;

S3-3:通过式(3)得到式(2)转化过程中存在的视觉偏差Δi,j;

S3-4:按式(4)将Δi,j均分至ti,j周围8邻域内未通过式(2)处理的像素上;

其中,NC是ti,j周围8邻域内未按式(2)处理的像素个数,符号“ ”表示四舍五入取整,表示:当x<0, 当当

S3-5:重复S3-2~S3-4直至灰度掩体图像T中元素读取完毕,输出L级半色调图像T′。

3.根据权利要求1所述的图像伪装方法,其特征在于,所述S5的具体方法为:S5-1 :通过式 (5)从比特序列B中依次截取长度为m的2值比特位串若比特序列B中剩余长度不足m,则截取比特序列B中剩余全部比特,然后将B′i转化为[0,2m-1]范围内的10进制数bi′;

其中,Cut()为2值序列截取函数,第1个参数为待截取的2值比特序列,第2个参数为截取的开始位置,第3个参数为截取的长度;

S5-2:将加密映射矩阵Z中第i行bi′列元素 作为b″i,存于映射转角序列中;

S5-3:重复S5-1~S5-2直至比特序列B中元素截取完毕,输出映射转角序列B″;

所述S7中根据放置转角将编码样本小块 放置在灰度图像M上的具体方法是:根据放置转角,将 旋转为 然后将 放置在灰度图像M起始坐标为X=(2r-

1)·i,Y=(2r-1)·j,大小为(2r-1)×(2r-1)的小块上;其中,根据放置转角,将 旋转为的具体方法为:A1:初始化μ=0;

A2:若(i,j)∈P,读取映射转角序列B″中的第μ个元素b″μ,并将b″μ赋值给bcur,μ=μ+1;

A3:若 随机生成一个[0,n-1]范围内的10进制数赋值给bcur;

A4:从随机转角矩阵IND中读取元素indi,j,通过式(6)计算 在灰度图像M中的放置转角α,通过式(7)将 逆时针旋转为α=((indi,j+bcur)mod n)·2π/n   (6)其中,Rot()为逆时针旋转函数,第1个参数为待旋转的图像,第2个参数为逆时针旋转角度。

4.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。

5.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至

3任一项所述方法的步骤。

6.一种基于权利要求1所述伪装方法的图像恢复方法,其特征在于,包括以下步骤:Q1:给定分辨率为m2×n2的P2阶嵌密掩体 通信双方约定的L个分辨率为(2r-1)×(2r-1)两两不等的灰度图像且嵌密掩体M分辨率满足m2mod(2r-1)=0,n2mod(2r-1)=0;输入密图分辨率m1×n1和预设的密钥k0,k1,k2和k3;

Q2:将所有的灰度图像Hk编码为圆形图像Q3:通过预设的密钥k0生成随机转角矩阵 其中m0=m2/(2r-1),n0=n2/(2r-1);

通过预设的密钥k1产生 个两两不等的m0×n0范围内的随机整数坐标序列其中m∈{1,…,m1·n1};

通过预设的密钥k2产生2维加密映射矩阵 其中zi,w∈[0,n-1]且加密映射矩阵Z中任意一行对应的2m个随机值两两不等;

通过预设的密钥k3生成遍历顺序序列 且遍历顺序序列E中的坐标两两不等;

Q4:初始化认证序列 通过遍历顺序序列E确定随机整数坐标序列P的遍历顺序,通过随机转角矩阵IND、随机整数坐标序列P、加密映射矩阵Z和遍历顺序序列E从嵌密掩体M中提取密图S并得到认证图A。

7.根据权利要求6所述的图像恢复方法,其特征在于,所述Q2的具体方法为:Q2-1:通过式(8)将Hk转化为半径为r的圆形图像Q2-2:将H′k,k=0,1,…,L-1通过半径r范围内的均值进行增序排列作为编码圆形图像所述Q4中通过随机转角矩阵IND、随机整数坐标序列P、加密映射矩阵Z和遍历顺序序列E从嵌密掩体M中提取密图S并得到认证图A的具体方法为:R1:初始化计数变量u=0,2值秘密比特序列B=Φ,Φ为空集;

R2:通过随机整数坐标序列P的遍历顺序依次读取随机整数坐标序列中的当前坐标(xu,yu),通过式(9)计算(X,Y),然后以(X,Y)为起点从嵌密掩体M中截取大小为(2r-1)×(2r-1)的灰度图像Mu;

R3:从所有圆形图像 中选取与灰度图像Mu均值最接近的圆形图像 并记录其索引值

R4:通过式(10)将圆形图像 依次旋转αv个角度,其中αv=v×2π/n,v=0,1,…,n-1,记旋转后的圆形图像为 通过式(11)从圆形图像 中选取与灰度图像Mu二次距离最小的圆形图像 并记录加密转角

其中,Rot()为逆时针旋转函数,第1个参数为待旋转的图像,第2个参数为逆时针旋转角度, 为Mu与 的二次距离;

R5:读取随机转角矩阵IND中元素 通过式(12)获取秘密信息加密映射值Xu;

R6:从加密映射矩阵Z中读取zu,w,w=0,1,…,2m-1,当 或m1·n1/m为整数时,通过式(13)获取秘密信息su和认证信息du,将su转化为长度为m的2进制比特位串Bu;当且m1·n1/m不为整数时,则通过式(14)计算m′,将su转化为长度为m′的2进制比特位串Bu,通过式(15)组成新的2进制比特序列 更新u=u+1;

其中,w′为[0,2m-1]中的随机数,du=0表示认证通过,du=255表示认证失败;

B=B||Bu   (15)

其中,符号“||”是比特位串连接符,用于将两个比特序列连接成一个比特序列;

R7:重复R2~R6直至随机整数坐标序列P中元素读取完毕,得到比特序列B和认证序列D;

R8:将比特序列B扫描成分辨率为m1×n1的图像,得到密图S,由认证序列D得到认证图A。

8.根据权利要求7所述的图像恢复方法,其特征在于,所述R3的具体方法是:通过式(16)从所有圆形图像 中选取与灰度图像Mu均值最接近的圆形图像 并记录其索引 值;

其中,avg()用于计算大小为(2r-1)×(2r-1)的灰度图像半径r范围内像素的均值,med()用于大小为(2r-1)×(2r-1)的灰度图像半径r范围内像素的中值滤波。

9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至8任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6至

8任一项所述方法的步骤。