一种信息处理方法及装置与流程

本发明实施例涉及信息隐藏，尤其涉及一种信息处理方法及装置。

背景技术：

1、在da项目，光盘打卡相关场景中运用了经典的patchwork算法对光盘打卡的照片进行版权保护，嵌入水印后的照片会进行存储留底。对于大多数图像应用patchwork水印算法是不易察觉的、安全的，但是patchwork技术有其固有的局限性。例如，patchwork算法嵌入的信息量非常有限，又例如，水印的鲁棒性有待提高，特别是对目前常见的有损压缩的抵抗力有待提高。项目中对嵌入水印后的图像进行压缩后存储，但由于patchwork水印对压缩算法无抵抗力，故而会丢失水印的信息量。

2、现有的patchwork算法，其原理是直接对图像像素亮度进行操作，且是通过增加与减少某一像素亮度来进行嵌入水印的，具体过程如下：随机选择n对像素点(ai，bi)，然后将每个ai点的亮度值加1度，对每个bi点的亮度值减1度，通过这一调整来隐藏信息，这样整个图像的平均亮度保持不变，也正是基于这个原理，当图像遭遇jpeg压缩时，隐藏在亮度值背后的水印信息也会丢失，其鲁棒性有待提高。当然，还有其他的经典算法例如lsb算法，支持嵌入一定的水印信息量，对原图影响小，但其抗干扰能力比较差，也不能抵抗图像的裁剪、缩放和jpg压缩。其他的经典算法大都无法权衡透明性、鲁棒性和嵌入信息量的这三大要素。上述这些算法直接操作图像空间像素，任何基于像素点的攻击就有可能摧毁水印，这使得这些算法嵌入水印的鲁棒性难以保证，而且直接操作载体图像，使得其嵌入的容量受到限制，简单的提升其嵌入信息量，可能会极大程度的影响其透明性。

3、因此，亟需一种信息处理方法，在隐藏水印时可以权衡透明性、鲁棒性和嵌入信息量这三大要素，尤其要解决嵌入水印的图形容易被压缩算法所破坏的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种信息处理方法及装置，用以在权衡透明性、鲁棒性和嵌入信息量等要素的同时，解决嵌入水印的图形容易被压缩算法所破坏的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种信息处理方法，包括：获取待隐藏的水印图像和用于隐藏所述水印图像的原始图像；根据所述原始图像中各个像素点的亮度值组成的第一能量矩阵，确定所述原始图像对应的第一系数；其中，所述第一系数用于表征所述原始图像的主体近似能量和/或细节能量；根据所述水印图像中各个像素点的亮度值组成的第二能量矩阵，确定所述水印图像对应的第二系数；所述第二系数用于表征所述水印图像的主体近似能量；根据所述第二系数调整所述第一系数，得到调整后的第一系数；根据调整后的第一系数，重构得到嵌入所述水印图像的载体图像。

3、上述技术方案中，以修改原始图像的统计特性为基础进行水印嵌入，将水印的主体近似能量的系数嵌入原始图像的主体近似能量和/或细节能量的系数中，不仅可以提高对压缩攻击的抵抗性，还可以使得透明性、鲁棒性和嵌入信息量等要素得到权衡。

4、可选地，所述第一系数包括用于表征所述原始图像的主体近似能量的第一相近系数；第二系数包括用于表征所述水印图像的主体近似能量的第二相近系数；所述根据所述原始图像中各个像素点的亮度值组成的第一能量矩阵，确定所述原始图像对应的第一系数，包括：对所述第一能量矩阵中的每一行进行所述多次变换运算，得到第一矩阵；对所述第一矩阵中的每一列进行多次所述变换运算，得到第二矩阵；根据所述第二矩阵中的第一行第一列的元素值，确定所述第一相近系数；所述根据所述水印图像中各个像素点的亮度值组成的第二能量矩阵，确定所述水印图像对应的第二系数，包括：对所述第二能量矩阵中的每一行，进行多次变换运算，得到第三矩阵；对所述第三矩阵中的每一列，进行所述多次变换运算，得到第四矩阵；根据所述第四矩阵中的第一行第一列的元素值，确定所述第二相近系数。

5、上述技术方案中，提供了一种可以通过对能量矩阵的每一位元素按照行和列顺序进行遍历变换运算后，得到代表图像近似能量的相近系数的方式。

6、可选地，针对任一矩阵的第m行或第m列进行多次变换运算包括如下过程：对所述第m行或所述第m列进行第1次变换运算；其中，所述第m行或所述第m列包括n个元素，所述m、n均为正整数，所述第1次变换运算包括如下过程：对所述n个元素中每两个相邻元素组成的每个第一元素对进行均值运算，得到n/2个第一元素对的近似能量，替换所述n个元素中的前n/2个元素的元素值；对所述n个元素中每两个相邻元素组成的每个第一元素对进行均差运算得到n/2个第一元素对的细节能量，替换所述n个元素中的后n/2个元素的元素值，得到第一次运算结果；

7、对第i-1次运算结果进行第i次变换运算，所述i取遍2至j之间的整数，直至第j次运算结果仅包括一个近似能量值，停止变换运算，所述j为大于1的整数；

8、其中，所述第i-1次变换运算的运算结果中包括l个属于近似能量的元素，所述l为小于所述n的整数，所述第i次变换运算包括以下过程：对所述l个属于近似能量的元素中每两个相邻元素组成的第二元素对进行均值运算，得到l/2个第二元素对的近似能量，替换所述l个元素中的前l/2个元素的元素值；对所述l个属于近似能量的元素中每两个相邻元素组成的第二元素对进行均差运算，得到l/2个第二元素对的细节能量，替换所述l个元素中的后l/2个元素的元素值，得到第i次运算结果。

9、上述方案中，相邻元素的均值数据能代表图像矩阵这一元素对的近似能量，相邻元素的差值数据能代表图像矩阵这一元素对的细节能量，相差部分即为图像细节，通过对其计算后的结果进行多次计算，能得到图像的相近系数和细节系数，并且由这两个系数便于重构原图。

10、可选地，所述第一系数还包括用于表征所述原始图像的细节能量的至少一个预设方向的第一细节系数；所述至少一个预设方向包括以下至少一项：水平方向、垂直方向以及对角方向。

11、可选地，对所述第一矩阵中的每一列，进行多次所述变换运算，得到第二矩阵之后，还包括：从所述第二矩阵中确定所述至少一个预设方向的细化系数矩阵；针对每个预设方向的细化系数矩阵，执行：对所述预设方向的细化系数矩阵的每一行进行多次变换运算，得到第五矩阵；对所述第五矩阵中的每一列进行多次变换运算，得到第六矩阵；根据所述第六矩阵中的第一行第一列的元素值，确定所述预设方向的第一细化系数。该方案提供了一种便于确定第一细化系数的方式。

12、可选地，所述根据所述第二系数调整所述第一系数，得到调整后的第一系数，包括：将所述第二相近系数分别嵌入至所述第一相近系数以及至少一个第一细节系数中，得到调整后的第一相近系数以及至少一个调整后的第一细节系数；所述根据调整后的第一系数，重构得到嵌入所述水印图像的载体图像，包括：根据所述调整后的第一相近系数以及所述至少一个调整后的第一细节系数，重构得到嵌入所述水印图像的载体图像。

13、上述方案中，水印图像的一部分能量进入原始图像的第一相近系数，还有一部分水印图像的能量进入原始图像的细化系数，由于嵌入第一相近系数的部分能量的稳定性高，可以提高算法的鲁棒性，尤其对jpeg压缩攻击有很好的抵抗性，也就是说，在载体图像面对压缩攻击时，水印不容易丢失。

14、可选地，所述根据所述调整后的第一相近系数以及所述至少一个调整后的第一细节系数，重构得到嵌入所述水印图像的载体图像，包括：采用所述调整后的第一相近系数替换所述第二矩阵中的第一行第一列的元素值，并对所述替换后的第二矩阵中的每一列进行多次变换运算的逆运算，并对经过逆运算的第二矩阵中的每一行进行多次变换运算的逆运算，得到第七矩阵；针对至少一个调整后的第一细节系数中的每个调整后的第一细节系数，采用所述调整后的第一细节系数替换所述第六矩阵中的第一行第一列的元素值，并对所述替换后的第六矩阵中的每一列进行多次变换运算的逆运算，并对经过逆运算的第六矩阵中的每一行进行多次变换运算的逆运算，得到第八矩阵；根据所述第七矩阵以及每个调整后的第一细节系数对应的第八矩阵，重构得到嵌入所述水印图像的载体图像。通过该方案，可以简单高效地实现将水印图像隐藏至原始图像中。

15、可选地，该方法还包括：获取载体图像，所述载体图像包括待提取水印图像；根据所述载体图像中各个像素点的亮度值组成的第三能量矩阵，确定所述载体图像的第三相近系数以及至少一个预设方向的第二细节系数；其中，第三相近系数用于表征所述载体图像的主体近似能量，至少一个预设方向的第二细节系数用于表征所述载体图像的细节能量；根据所述第三相近系数以及所述原始图像对应第一相近系数，确定所述待提取水印图像的第四相近系数；根据所述至少一个预设方向的第二细节系数以及所述原始图像对应的至少一个预设方向的第一细节系数，分别确定所述待提取水印图像的每个预设方向的第三细节系数；根据所述第四相近系数以及所述至少一个预设方向的第三细节系数，重构所述待提取水印图像。通过该方案，可以简单高效地从载体图像中提取水印图像，节省对计算资源的使用。

16、第二方面，本发明实施例还提供了一种信息处理装置，包括：

17、获取单元，用于获取待隐藏的水印图像和用于隐藏所述水印图像的原始图像；

18、处理单元，用于根据所述原始图像中各个像素点的亮度值组成的第一能量矩阵，确定所述原始图像对应的第一系数；其中，所述第一系数用于表征所述原始图像的主体近似能量和/或细节能量；根据所述水印图像中各个像素点的亮度值组成的第二能量矩阵，确定所述水印图像对应的第二系数；所述第二系数用于表征所述水印图像的主体近似能量；根据所述第二系数调整所述第一系数，得到调整后的第一系数；根据调整后的第一系数，重构得到嵌入所述水印图像的载体图像。

19、可选地，处理单元，具体用于针对任一矩阵的第m行或第m列进行多次变换运算，其包括如下过程：对所述第m行或所述第m列进行第1次变换运算；其中，所述第m行或所述第m列包括n个元素，所述m、n均为正整数，所述第1次变换运算包括如下过程：对所述n个元素中每两个相邻元素组成的每个第一元素对进行均值运算，得到n/2个第一元素对的近似能量，替换所述n个元素中的前n/2个元素的元素值；对所述n个元素中每两个相邻元素组成的每个第一元素对进行均差运算得到n/2个第一元素对的细节能量，替换所述n个元素中的后n/2个元素的元素值，得到第一次运算结果；对第i-1次运算结果进行第i次变换运算，所述i取遍2至j之间的整数，直至第j次运算结果仅包括一个近似能量值，停止变换运算，所述j为大于1的整数；其中，所述第i-1次变换运算的运算结果中包括l个属于近似能量的元素，所述l为小于所述n的整数，所述第i次变换运算包括以下过程：对所述l个属于近似能量的元素中每两个相邻元素组成的第二元素对进行均值运算，得到l/2个第二元素对的近似能量，替换所述l个元素中的前l/2个元素的元素值；对所述l个属于近似能量的元素中每两个相邻元素组成的第二元素对进行均差运算，得到l/2个第二元素对的细节能量，替换所述l个元素中的后l/2个元素的元素值，得到第i次运算结果。

20、可选地，所述第一系数还包括用于表征所述原始图像的细节能量的至少一个预设方向的第一细节系数；所述至少一个预设方向包括以下至少一项：水平方向、垂直方向以及对角方向。

21、可选地，处理单元，还用于从所述第二矩阵中确定所述至少一个预设方向的细化系数矩阵；针对每个预设方向的细化系数矩阵，执行：对所述预设方向的细化系数矩阵的每一行进行多次变换运算，得到第五矩阵；对所述第五矩阵中的每一列进行多次变换运算，得到第六矩阵；根据所述第六矩阵中的第一行第一列的元素值，确定所述预设方向的第一细化系数。

22、可选地，处理单元，具体用于：将所述第二相近系数分别嵌入至所述第一相近系数以及至少一个第一细节系数中，得到调整后的第一相近系数以及至少一个调整后的第一细节系数；根据所述调整后的第一相近系数以及所述至少一个调整后的第一细节系数，重构得到嵌入所述水印图像的载体图像。

23、可选地，处理单元，具体用于：采用所述调整后的第一相近系数替换所述第二矩阵中的第一行第一列的元素值，并对所述替换后的第二矩阵中的每一列进行多次变换运算的逆运算，并对经过逆运算的第二矩阵中的每一行进行多次变换运算的逆运算，得到第七矩阵；针对至少一个调整后的第一细节系数中的每个调整后的第一细节系数，采用所述调整后的第一细节系数替换所述第六矩阵中的第一行第一列的元素值，并对所述替换后的第六矩阵中的每一列进行多次变换运算的逆运算，并对经过逆运算的第六矩阵中的每一行进行多次变换运算的逆运算，得到第八矩阵；根据所述第七矩阵以及每个调整后的第一细节系数对应的第八矩阵，重构得到嵌入所述水印图像的载体图像。

24、可选地，获取单元，还用于：获取载体图像，所述载体图像包括待提取水印图像；处理单元，还用于：根据所述载体图像中各个像素点的亮度值组成的第三能量矩阵，确定所述载体图像的第三相近系数以及至少一个预设方向的第二细节系数；其中，第三相近系数用于表征所述载体图像的主体近似能量，至少一个预设方向的第二细节系数用于表征所述载体图像的细节能量；根据所述第三相近系数以及所述原始图像对应第一相近系数，确定所述待提取水印图像的第四相近系数；根据所述至少一个预设方向的第二细节系数以及所述原始图像对应的至少一个预设方向的第一细节系数，分别确定所述待提取水印图像的每个预设方向的第三细节系数；根据所述第四相近系数以及所述至少一个预设方向的第三细节系数，重构所述待提取水印图像。

25、第三方面，本发明实施例提供一种计算设备，包括：

26、存储器，用于存储程序指令；

27、处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行信息处理方法。

28、第四方面，本发明实施例提供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可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行信息处理方法。