一种在格式数据流中无损信息嵌入与恢复方法

摘要

一种在格式数据流中无损信息嵌入与恢复方法，将信息嵌入的附加信息存储在数据流头部中，通过对数据流的载荷进行运算，产生可以用来嵌入信息的冗余位，从而实现了在普通格式数据流中嵌入信息，并且能够无失真恢复数据流及嵌入信息。本发明首先计算数据流中最大值与最小值之间的差值，并比较差值与2ⁿ(0<n<8)之间的大小；然后计算各种情况下可嵌入信息量，选择一种可嵌入信息量最大的情况并进行信息嵌入。当接收端收到数据后，提取出格式数据流中的嵌入信息并恢复出原始数据。本发明可用于在无特殊特征的格式数据流中无损嵌入信息，在不增加信道资源的情况下，提高系统的传输容量。

主权项

一种在格式数据流中无损信息嵌入与恢复方法，其特征在于：嵌入方法步骤如下：(1)对数据流中的载荷数据按字节值8位进行处理，形成十进制数,计算所有十进制数中最大值K_max与最小值K_min之间的差值D；(2)将差值D与所有M分别进行比较，其中M＝2ⁿ，0<n<8；如果差值D小于M，转入步骤(3)；如果差值D大于等于M，转入步骤(4)；(3)将所有数据流中的十进制数均减去最小值K_min，使数据流数值范围变为0～(M‑1)之间，在新的数据中，利用字节的高(8‑n)位嵌入信息，同时将最小值K_min及信息嵌入方式作为附加信息存储在数据流的头部中；转入步骤(5)；(4)选择数据X嵌入信息，X需同时满足如下条件：在数据流所有十进制数值中，没有其他十进制数值对应的二进制数的低n位与X对应的二进制数的低n位相同；在数据流中所有满足上述条件的数值中，X出现的次数最多；选择到满足条件的X值后，转入步骤(5)；若没有找到满足要求的X值，选择直接在数据流头部中嵌入信息，转入步骤(5)；(5)计算各种情况下可嵌入信息的数量，选择可嵌入的信息位数最多的一种方式进行信息嵌入；(6)按照不同的情况进行信息嵌入；所述恢复方法具体为：根据数据流头部的附加信息，判断信息的嵌入方式，并根据不同的嵌入方式进行信息恢复计算：如果选择的嵌入方式属于下列这种情况，即最大值K_max与最小值K_min之间的差值D小于M，其中M＝2ⁿ，0<n<8，那么恢复方法如下：a)提取数据流中高(8‑n)位信息恢复为嵌入信息；b)将数据流中高(8‑n)位置0，低n位不变，形成数据K'，原始信息K＝K'+K_min；c)至此，完成嵌入信息的提取及原始数据的恢复；如果选择的嵌入方式属于下列情况，即最大值K_max与最小值K_min之间的差值D大于等于M，其中M＝2ⁿ，0<n<8，那么具体信息恢复方法如下：a)选择数据流中所有与X数据低n位相同的数据；b)提取上述数据的高(8‑n)位信息，恢复为嵌入信息；c)用X替代上述数据，作为原始数据；d)至此，完成嵌入信息的提取及原始数据的恢复；如果信息直接嵌入在数据流头部中，则从头部提取出嵌入信息，原始数据不变；至此，完成嵌入信息的提取及原始数据的恢复。