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摘要：本发明公开了一种基于四元数的彩色图像大容量信息隐藏方法，属于信息安全领域。本发明包括秘密信息嵌入过程和秘密信息提取过程；秘密信息嵌入过程包括，将秘密信息以二维码的形式存储、对二维码图像用阿诺德变换的方法置乱、对置乱的二维码图像用逻辑混沌映射的方法加密；秘密信息的嵌入是基于四元数并结合提升小波变换和离散余弦变换提出的框架，提取过程是嵌入过程的逆过程。嵌入过程中重要的参数嵌入因子是由正弦余弦算法来确定的，为了更好的平衡鲁棒性和不可见性，提出了一种新的适应度函数值评估函数。本发明以二维码的形式存储秘密信息，利用二维码的自动纠错能力实现了在保证鲁棒性的前提下能够隐藏更多的信息。

主权项：1.一种基于四元数的彩色图像大容量信息隐藏方法，其特征在于，包括秘密信息嵌入过程和秘密信息提取过程；其中，秘密信息嵌入过程的步骤如下：步骤1.1、获取原始彩色图像，将彩色图像分成R、G、B三个通道处理；步骤1.2、对三个通道分别进行整数小波变换，对图像的行和列都进行一维整数小波变换，得到三个通道的四个频带LL、LH、HL、HH；步骤1.3、取三个通道的LL频带做二级整数小波变换；再取三个通道二级整数小波变换的低频子带LLR2、LLG2、LLB2进行处理；所述步骤1.3中，将三个通道的低频子带以四元数的形式表示，四元数采用复矩阵表示形式，如下： 其中，x,y表示低频子带信息的位置，m和n分别表示四元数矩阵的第m行和第n列；步骤1.4、将秘密信息以二维码的形式存储，然后对这个二维码图像用阿诺德变换的方法置乱，最后对置乱的二维码图像用逻辑混沌映射的方法加密，最终得到置乱并加密后的二维码图像W2；步骤1.5、以加性嵌入规则将W2嵌入到四元数的实部中，嵌入因子采用智能优化算法来选择；嵌入规则的公式如下：S'＝S+α*W7其中，W代表秘密信息，S表示实部信息，α表示嵌入因子，S′表示修改后的实部信息；利用正弦余弦算法寻找最优嵌入因子，步骤如下：步骤1.5.1、初始化基本参数，迭代次数设为100；步骤1.5.2、将个体位置x设为嵌入因子α；步骤1.5.3、选择攻击类型并设置参数，对得到的图像进行攻击；步骤1.5.4、利用以下公式评估整个种群的适应度函数值： 其中，G、G'分别代表原始图像和嵌入秘密信息之后的图像，Q和Q'分别代表原始二维码图像和经过攻击后提取出来的二维码图像，PSNR表示图像的峰值信噪比；步骤1.5.5、根据正弦余弦的位置更新公式9更新种群位置， 其中，t表示迭代次数，r1、r2、r3、r4分别表示范围不同的随机数，Pt表示当前最优解；步骤1.5.6、将其适应度函数值与全局最佳值进行比较，并选择出最优解；步骤1.5.7、当达到迭代次数后，终止循环；步骤1.6、将没有改变的虚部和嵌入秘密信息的实部一起构成四元数矩阵，然后做离散余弦逆变换，得到LLq’，从这个矩阵中分理出三个通道的低频子带；步骤1.7、对这三个修改过的子带和没有修改过的其他子带分通道做二级整数小波逆变换，得到嵌入秘密信息的图像；秘密信息提取过程的步骤如下：步骤2.1、对嵌入秘密信息的图像分通道做二级整数小波变换，得到三个通道的二级低频子带LLR2、LLG2、LLB2；步骤2.2、将这三个低频子带构成四元数，以四元数矩阵的形式表示并作离散余弦变换，得到的矩阵再以四元数的形式表现出来，此时既有实部又有虚部；步骤2.3、按照嵌入方法用的嵌入公式，提取出隐藏在实部的秘密信息；步骤2.4、对得到的数据进行逻辑混沌映射解密和阿诺德逆变换，得到二维码图像；步骤2.5、对二维码图像进行扫码解码，得到秘密信息。

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百度查询： 山东科技大学 一种基于四元数的彩色图像大容量信息隐藏方法