Image hiding algorithm based on local binary pattern and compressive sensing

doi:10.1016/j.matcom.2025.05.005

2025-06-05

PRE

Liu, Shoukang

Xiao, Xiuchun

Xiaoling Hunag *

DOI：10.1016/j.matcom.2025.05.005

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近年来，随着数字通信的快速增长，图像隐私保护已成为一个关键问题。传统的图像加密方法可能因密文图像呈现噪声状外观而吸引攻击者注意。为解决私有图像的窃取风险，设计了一种新型的Chebyshev与Logistic耦合Sine映射的三维混沌映射（3D-CCLSM），并在此基础上提出了一种基于局部二值模式（LBP）和压缩感知（CS）的图像隐藏算法，命名为ImHALC。通过整合基于LBP的纹理特征提取和基于CS的图像压缩，ImHALC旨在同时提升隐藏图像的安全性与不可感知性。特别是，采用LBP将明文图像与密钥流连接起来，从而确保ImHALC具有高安全性。首先，在密钥流生成阶段，利用LBP提取明文图像的纹理信息，并将其作为哈希函数SHA-256的输入，生成相应的哈希值。随后，这些哈希值通过一种新设计的密钥转换模型（KAM）生成3D-CCLSM的初始值，以获取加密所需的密钥流。其次，在图像压缩阶段，基于上述密钥流构建测量矩阵，并应用CS对明文图像进行处理以获取测量值。第三，在图像加密阶段，对测量值进行混淆与扩散处理，生成密文图像。最后，在嵌入阶段，提出一种结合整数小波变换（IWT）和2k校正的嵌入方法，将秘密信息（即密文图像）嵌入到给定的载体图像中，以获得隐藏性能，即形成载体图像隐藏秘密（CHS）。特别地，ImHALC能够实现盲提取功能。在采用嵌入解密的二维投影梯度算法（2DPG-ED）后，测试图像的明文图像重建质量良好。

Keyword:

Compressive sensing

Image hiding

Local binary pattern

SHA-256

2 k correction