基于图像插值和参考矩阵的可逆信息隐藏算法

第37卷 第2期

2019年4月 广西师范大学学报(自然科学版)J o u r n a l o fG u a n g x iN o r m a lU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n ) V o l .37 N o .2A p

r .2019D O I :10.16088/j .i s s n .1001-6600.2019.02.011h t t p ://x u e b a o .g

x n u .e d u .c n 收稿日期:2018-06-25基金项目:国家自然科学基金(61562007,61762017);广西自然科学基金(2017G X N S F A A 198222,

2015G X N S F D A 139040)通信联系人:俞春强(1988 ),男,江西上饶人,广西师范大学助理研究员㊂E -m a i l :y u _c h u n q i a n g @126.c o m 基于图像插值和参考矩阵的可逆信息隐藏算法

孙容海1,施林甫1,黄丽艳2,唐振军1,俞春强3*(1.广西师范大学广西多源信息挖掘与安全重点实验室,广西桂林541004;2.广西师范大学出版社集团,广西桂林541004;3.广西师范大学网络信息中心,广西桂林541004

)摘 要:本文提出一种基于插值技术和参考矩阵的可逆信息隐藏算法㊂该算法首先用一种改进的线性插值方法对载体图像进行插值,生成一幅插值图像;然后对插值图像进行不重叠分块,分块大小为2ˑ2,在每个分块中以左上角的像素值作为平面坐标点的横坐标,其他像素值作为纵坐标构造3个坐标点并将其映射到参考矩阵中;最后根据秘密信息的十进制值和参考矩阵中相应坐标点的值来修改纵坐标以实现信息隐藏㊂在提取秘密信息时,通过信息隐藏时相同方法构造每个分块的3个坐标点并映射到参考矩阵中获取相应坐标点处的值完成秘密信息的提取㊂由于信息隐藏过程仅修改插值像素,原始像素保持不变,因此可无损还原载体图像㊂大量实验结果表明,该算法具有较大的信息隐藏容量和较好的视觉效果㊂关键词:图像插值;线性插值;可逆信息隐藏;参考矩阵

中图分类号:T P 391 文献标志码:A 文章编号:1001-6600(2019)02-0090-15

引用格式:孙容海,施林甫,黄丽艳,等.基于图像插值和参考矩阵的可逆信息隐藏算法[J ].

广西师范大学学报(自然科学版),2019,37(2):90-104.

S U N R o n g h a i ,S H I L i n f u ,HU A N GL i y a n ,e t a l .R e v e r s i b l e d a t a h i d i n g b a s e d o n i m a g e i n t e r p o l a t i o n a n d r e f e r e n c em a t r i x [J ].J o u r n a l o fG u a n g x iN o r m a lU n i v e r s i t y (

N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n ),2019,37(2):90-104.R e v e r s i b l eD a t aH i d i n g B a s e do n I m a g e I n t e r p o l a t i o n a n dR e f e r e n c eM a t r i x

S U NR o n g h a i 1,S H IL i n f u 1,H U A N GL i y a n 2,T A N GZ h e n j u n 1,Y UC h u n q i a n g

3*(1.G u a n g x iK e y L a bo fM u l t i -s o u r c e I n f o r m a t i o n M i n i n g a n dS e c u r i t y ,G u a n g x iN o r m a lU n i v e r s i t y ,G u i l i n G u a n g x i 541004,C h i n a ;2.G u a n g x iN o r m a lU n i v e r s i t y P r e s s (G r o u p ),G u i l i nG u a n g x i 541004,C h i n a ;3.N e t w o r k I n f o r m a t i o nC e n t e r ,G u a n g x iN o r m a lU n i v e r s i t y ,G u i l i nG u a n g

x i 541004,C h i n a )A b s t r a c t :Ar e v e r s i b l ed a t ah i d i n g a l g o r i t h m b a s e do ni n t e r p o l a t i o nt e c h n i q u ea n dr e f e r e n c e m a t r i xi s p r o p o s e d i n t h i s p a p e r .F i r s t l y ,t h e c o v e r i m a g e i s i n t e r p o l a t e d t o g e n e r a t e a n i n t e r p o l a t e d i m a g eu s i n g a n i m p r o v e dl i n e a r i n t e r p o l a t i o n m e t h o d .T h e n ,t h e i n t e r p o l a t e d i m a g e i sd i v i d e d i n t on o n -o v e r l a p p e d b l o c k sw i t h s i z e 2ˑ2.A n d t h e p i x e l i n t o p -l e f t c o r n e r o f e a c hb l o c k i s t a k e n a s h o r i z o n t a l o r d i n a t e o f t h e p o i n t i n p l a n e .M o r e o v e r ,o t h e r p i x e l sa r et a k e na sv e r t i c a lo r d i n a t e st oc o n s t r u c tt h r e ec o o r d i n a t e p o i n t s ,w h i c h a r e m a p p e di n t o r e f e r e n c e m a t r i x .F i n a l l y ,t h e v e r t i c a l o r d i n a t e s a r e m o d i f i e d i n a c c o r d a n c ew i t ht h ed e c i m a lv a l u eo fs e c r e td a t aa n dt h ev a l u eo fc o r r e s p o n d i n g c o o r d i n a t e p o i n t s i n r e f e r e n c em a t r i x t o r e a l i z e d a t ah i d i n g .D u r i n g d a t a e x t r a c t i o n ,t h r e e c o o r d i n a t e p o i n t s o f e a c hb l o c ka r e c o n s t r u c t e dv i a t h e s a m em e t h o d i n d a t a h i d i n g a n dm a p p e d i n t o t h e r e f e r e n c em a t r i x t o o b t a i n t h e v a l u e s o f c o r r e s p o n d i n g c o o r d i n a t e p o i n t s t o a c h i e v e d a t a e x t r a c t i o n .S i n c e o n l y i n t e r p

o l a t e d p i x e l s a r em o d i f i e d