基于空域的图像信息隐藏算法研究

摘 要：网络信息技术的快速发展给人们的生活带来了极大的便利，实现不受时间和空间进行信息交流的可能，但是在利用多媒体网络信息技术作为传播媒介时，怎样保障信息安全性已经成为了当今网络应用领域研究的热点和重点，信息隐藏技术在对网络信息保护方面起到了重要作用，本文对基于空域的图像信息隐藏算法的应用进行了研究。

关键词：图像信息隐藏；双线性算法；奇偶层错位分块算法

中图分类号：TP309.7

本文主要探讨的是关于改进的双线性插值的图像信息隐藏算法在信息隐藏方面的应用，通过利用改进过的双线性算法对网络信息图像进行安全性保证，其中涉及到原理阐述、实例分析操作等内容。

1 基于改进的双线性插值的图像信息隐藏算法研究

1.1 双线性插值原理

基于改进的双线性插值的图像信息隐藏算法在对网络信息数据进行隐藏的具体操作中，根据改进的双线插值与邻近像素插值之间进行整合的途径达到对信息数据隐藏的目的，从而实现网络信息数据的安全性保护。具体应用原理是先通过把要处理的信息数据载体图像当作是已经进行了两倍放大处理的结果，这时候找到放大时候的插值点，该插值点即就是信息数据的嵌入点。通过利用改进后的双线性插值法作为信息重新插值的接入点，即能够为网络信息数据的隐藏提供更多的可利用空间。在此基础上，通过使用邻近像素之间的差值对网络信息数据进行隐藏处理，后面对于该网络信息数据的提取操作则是该隐藏操作的相反过程[1]。

1.2 信息隐藏操作步骤

对于需要进行安全藏的网络信息数据，通过对这写数据信息进行图像载体的处理，经过图像处理的这些载体我们记作A，对于该载体A进行安全藏处理可以分为五个具体的操作：

第一步：对要处理的图像A进行分块处理，分成连续不重叠的四块，把秘密图像的像素灰度值进行二进制转化，转化为相对应的二进制信息数据。

第二步：利用改进后的双线性插值途径对那些需要进行隐藏秘密信息数据的方块进行插值操作处理[2]。

第三步：对这些进行处理的像素处理块进行嵌入点的计算，计算出这些嵌入点与方块信息数据的基准点之间差值的绝对值d，如果计算出来的d绝对值超过了数值1的情况下，则可以对这些数据信息进行隐藏处理，反之则不能够对这些数据信息进行隐藏。对d绝对值的计算操作如表1所示，也就是首先要对水平方面的差值进行计算，然后才可以对垂直方向的差值进行计算，最后对斜方向上的差值大小进行计算[3]。

表1 差值计算具体顺序表

第四步：通过公式X=Pi/K，Y=Ri/K计算出数据信息中所有数据块中的嵌入点能够进行二进制信息的位数n，该n的具体计算公式如下：

n=log

第五步，对于前面已经找出来的秘密信息按照顺序找出n位的二进制具体数据信息，把这些二进制的数据信息转化为十进制数位的信息，再把这些十进制的数据信息和嵌入点的像素灰度进行相加计算处理[4]。

2 利用改进的双线性插值的图像信息隐藏算法实例

2.1 具体数据信息隐藏实例分析

选择其中一块数据信息作为分析实例，以第二块为例，这些秘密数据信息假设是11101010……，通过一定的顺序对这些数据信息进行隐藏处理，具体的隐藏操作过程的像素灰度值的变化情况如图1示，在该图中的S代表的是这些秘密处理信息数据。

12 14 13

13 10 14

18 16 14

图1 具体隐藏过程操作图

通过上面图形计算过程如下：

水平方向计算过程：首先对第二个像素块中水平方向上的数据信息进行计算，这时候计算出来的差值绝对值可以记作为d=4，然后对该数据信息进行隐藏容量额计算，计算出来的结果是n=3，这时候在对秘密信息进行选择，取出改秘密信息的前三位101，把这前三位数据转变为十进制的信息数据即也就是为5，在此基础上把通过十进位数据信息的处理方式把原来的秘密信息嵌入到载体图像中，这时候就可以得到数值13，对该数据信息进行隐藏处理后，再把载体图形的像素灰度值进行处理表示出来，最终表示为上面图形的形式，这时候原来的秘密信息就转化为了10101010……。

垂直方向计算过程：首先对第二个像素块中垂直方向上的数据信息进行计算，这时候计算出来的差值绝对值可以记作为d=1，然后对该数据信息进行隐藏容量计算，计算出来的结果是n=1，这时候在对秘密信息进行选择，取出改秘密信息的前一位1，把这前一位数据转变为十进制的信息数据即也就是为1，在此基础上把通过十进位数据信息的处理方式把原来的秘密信息嵌入到载体图像中，这时候就可以得到数值12，对该数据信息进行隐藏处理后，再把载体图形的像素灰度值进行处理表示出来，最终表示为上面图形的形式，这时候原来的秘密信息就转化为了010101……。

斜平方向计算过程：首先对第二个像素块中水平方向上的数据信息进行计算，这时候计算出来的差值绝对值可以记作为d=2，然后对该数据信息进行隐藏容量额计算，计算出来的结果是n=2，这时候在对秘密信息进行选择，取出改秘密信息的前两位01，把这前三位数据转变为十进制的信息数据即也就是为1，在此基础上把通过十进位数据信息的处理方式把原来的秘密信息嵌入到载体图像中，这时候就可以得到数值11，对该数据信息进行隐藏处理后，再把载体图形的像素灰度值进行处理表示出来，最终表示为上面图形的形式，这时候原来的秘密信息就转化为了0101……。

到此为止，已经对四块数据信息的像素块的秘密信息进行了嵌入处理，一共是对6位数据信息进行了隐藏处理，其中剩下的秘密数据信息通过同样的计算处理方法进行顺序性的嵌入，直到最后所有的数据信息都进行了嵌入处理，实现安全隐藏操作的完成。

2.2 信息隐藏实例结果分析

基于改进的双线性插值方法对图像信息进行隐藏的过程中，首先需要对隐藏结果进行监测，选择网络中图库中的一幅图片进行检测，首先要对这些图片按照512*512的灰度要求进行处理，经过处理后的图片再作为载体图像进行检测实验操作，然后通过使用分辨率在130*130的Lena图像作为该隐藏信息操作的秘密图像，这时候利用改进的双线性插值方法对这个需要隐藏的图像进行隐藏处理，这时候会发现隐藏后的图像展现出了比较好的视觉效果。

3 结束语

对于网络信息数据的安全性进行研究是保障网络安全性的重要前提，本文通通过利用双线性插值方法对图像数据进行安全藏处理方面的内容进行分析，从应用原理、操作过程、结果检测等方面进行了研究，同时还列举了模块进行案例分析，但是关于双线性插值方法对图像数据进行安全藏方面的应用还需要在实践中进行进一步的探索。

参考文献：

[1]TUmerLF.Digitaldatasecuritysystem.PatentIPNWO89/089151，2011.

[2]BenderW，Gruh1D，MorimotoN，LuA.Techniquesfordatahiding.IBMSystem Joumal，2012.

[3]姜楠.信息隐藏和隐藏分析的理论与算法研究[D].北京邮电大学博士论文，2011.

[4]常春武.基于空域的图像信息隐藏算法研究[R].知识教育平台，2012.

作者单位：重庆通信学院，重庆 400035