针对自适应隐写的通用隐写分析研究

数字图像是隐写领域使用最多的载体之一。在实际应用中,待检测图像经何种隐写算法被嵌入秘密信息往往是未知的,因此可检测未知隐写算法的通用分析方法非常重要。为此,针对数字图像自适应隐写术提出一种新的通用隐写分析方法,在综合考虑不同自适应隐写术对载体图像统计特性影响的基础上提取特征,通过学习得到可对未知隐写术进行准确检测的隐写分析工具。实验表明,利用该方法对未知隐写算法进行检测可达到相当高的准确率。     

应用空域局部高斯混合模型的LSB匹配隐写分析

考虑到图像是一个局部平稳信源,提出一种局部内容自适应的LSB(least significant bit)匹配隐写分析方法. 该方法将LSB匹配隐写建模为加性高斯噪声,将图像空域细节分量建模为高斯混合模型. 在局部区域内用期望最大化算法估计模型参数,取最小方差值为局部隐写噪声方差的估计. 然后提取局部方差直方图的加权和特征,以反映图像不同复杂度区域隐写前后的变化. 将原始特征和校准特征相结合,作为分类特征. 对未压缩图像库的实验表明,该方法较现有方法具有更好的检测性能,在嵌入率低至25%时仍有较可靠的检测性能.     

结合WS残差法和MAP载体估计的隐写负载定位

针对最不重要比特位(least significant bit, LSB)替换隐写算法,将加权载密图像(weighed-stego, WS)残差法和最大后验概率(maximum a posteriori, MAP)载体估计法相结合,提出了一种改进的载体估计方法. 首先利用WS方法初步定位负载,然后将该初步定位结果作为先验信息应用到改进的MAP载体估计算法中,可以
得到更精确的载体估计算法,最后计算残差得到最终的负载定位结果. 实验表明,无论是针对空域BMP图像还是JPEG解压缩图像上的LSB替换隐写,该方法均能提高负载定位的准确率,且对于不同嵌入率也有较好的稳健性.     

k均值聚类的混合异构图像隐写分析

提出了一种基于k均值聚类的混合异构图像隐写分析算法. 在训练阶段,根据图像纹理复杂度对图像库
进行聚类,并针对每一类图像训练相应的分类器. 在测试阶段,根据测试图像的纹理复杂度对其进行类别判断,然
后送至相应类别的分类器中进行隐写检测,从而减弱了失配状态对现有隐写分析算法造成的影响. 实验结果表明,
该算法较好地提高了现有隐写分析算法的检测精度.     

基于组合赋权及TOPSIS的隐写分析算法综合评估

分析了隐写分析技术在不同背景下的应用需求,提出了一种基于组合赋权及逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)的隐写分析算法性能评估方法.该方法包含检测率、虚警率、可靠性、检测误差及算法运行速度等5个指标,先用熵权法确定指标权重,再根据层次分析法进行主观赋权,最后用TOPSIS实现对隐写分析算法的综合评估.实验结果表明,该方法可针对不同的性能指标要求选出最优的隐写分析算法,且对隐写分析算法性能的改进具有指导意义.     

按需发送的加密图像中的可逆信息隐藏

提出了一种新的加密图像中的可逆信息隐藏算法. 发送方对图像进行下采样并计算残差,得到子图像和残差两部分数据,再使用加密密钥对两部分数据分别进行加密后发送给服务器端. 服务器端对残差部分的加密数据进行算术编码,产生冗余空间并使用嵌入密钥隐藏额外数据. 接收端根据持有密钥的情况,从服务器端获取不同的数据版本. 与以往方法相比,所提出的按需传输数据的新机制可有效减少服务器传送的数据量,且在图像可无损恢复的前提下大大提高了数据嵌入率.     

基于小波包分解变换的图像数字水印嵌入算法研究

介绍了一种改进的基于小波包分解的自适应数字水印算法.该算法首先对水印图像作预处理置乱,然后对宿主图像进行3层小波包分解变换.在水印嵌入算法中,提出一种基于人类视觉特性(HVS)和小波包基的自适应水印嵌入算法.该算法引入人类视觉特性和基于小波包基的多分辨率嵌入技术,以达到更好的抗攻击鲁棒特性和视觉效果.     

基于直方图局部平滑度的LSB匹配隐写分析

针对LSB 匹配的嵌入机制,提出了一种基于直方图局部平滑度的隐写分析方法. 通过邻域差分像素值选取图像的平坦区域,提取包括灰度直方图平滑度、共生矩阵、差分直方图、差分共生矩阵的局部平滑度和峰值等在内的15 维特征,并引入二次嵌入过程消除图像内容差异带来的影响,结合Fisher 线性分类器实现隐写检测. 实验 结果表明,文中算法对于LSB匹配的检测具有较高的准确度,对于NRCS和UCID图像库均表现了良好的检测性能.     

利用自适应像素对匹配的图像纹理区隐写

图像纹理区结构随机性较强,因此在纹理丰富区域嵌入隐蔽信息比在平坦区域嵌入的安全性更高。提出一种基于自适应像素对匹配法（adaptive pixel pairmatching,APPM）的纹理区隐写算法,优先在复杂纹理区嵌入密信。定义了图像纹理区域判别准则,由此根据待嵌入秘密信息的长度调整阈值,实现自适应隐写。在嵌入过程中可能出现嵌密块纹理复杂度小于阈值的异常情况,为解决这一问题,算法包含了基于最小失真的像素值局部调整策略。实验结果表明,该算法的嵌入效率高于原始APPM算法,而且KL距离较小,抵抗几种常用隐写分析算法的能力也比其他几种代表性算法LSB和APPM更强。     

结合像素交换与菱形编码的图像隐写

摘要：基于像素交换和菱形编码,提出一种新的隐写方法：EDSteg. 该方法吸取了Steghide和菱形编码的优点,在保持载体图像一阶统计特征不变的同时具有较高的嵌入效率. 该方法采取§1 嵌入法,即只允许相差不超过1 的像素进行交换,这样可以大大减小图像失真. 为了提高交换率,采取分组嵌入的方式. 由于像素值最多只允许改动1,所以每组数据有可能需要进行两次交换. 与基于图论的Steghide算法类似,可以将嵌入过程表述为寻找超图的最大匹配问题. 实验表明,EDSteg的嵌入效率、视觉效果及抗攻击性能都优于Steghide、菱形编码等方法.     

基于J-UNIWARD的改进隐写算法

为了进一步提高自适应隐写算法的安全性,本文引进图像分块的思想,改写了原J-UNWARD算法的失真函数,变加性失真函数为非加性失真函数。载体图像被分为4个子块,分别计算每个子块的纹理复杂度以嵌入总量不变为约束条件,优先嵌入复杂度较大的块,每嵌入一块完成后重新计算失真函数,根据复杂度大小动态调整每个子块的嵌入量。利用STC（syndrome trelliscodes）编码将秘密信息自适应地嵌入到纹理区域,最后采用DCTR和ccJRM两种隐写分析技术进行检测分析。实验结果表明：在相同容量下,改进算法能显著提高算法的抗隐写分析能力。     

基于新的失真代价函数的自适应JPEG隐写

为了提高隐写的安全性,提出了基于一种新失真代价函数的自适应JPEG 隐写算
法. 考虑到纹理区域更有利于信息嵌入,本算法通过非零量化DCT 系数的绝对值加权和来
度量DCT 子块的纹理程度,并引入均匀嵌入思想,设计出了一种新的失真代价度量函数;同
时利用STC（syndrome trellis codes）编码将嵌入修改均匀地分散在任意数量级的非零量化
DCT 系数上,实现了秘密信息自适应地嵌入到载体的纹理区域中. 实验结果表明,在同等低
嵌入率下,该方法的安全性优于同类隐写算法.     

基于生成对抗网络的无载体信息隐藏

传统信息隐藏算法通过修改载体来嵌入秘密信息,难以从根本上抵抗基于统计的信息隐藏分析方法的检测,为此提出一种基于生成对抗网络的无载体信息隐藏方法.该方法将生成对抗网络中的类别标签替换为秘密信息作为驱动,直接生成含密图像进行传递,再通过判别器将含密图像中的秘密信息提取出来,并借助生成对抗网络实现无载体信息隐藏.实验结果和分析表明,该隐藏方法在隐写容量、抗隐写分析、安全性方面均有良好表现.     

基于超图的图像隐写方法

提出了一种基于超图的图像隐写方法. 该方法先对像素分组,再根据像素之间的可交换关系构造超边,用超边的集合（超图）来表示图像,用局部最优的贪婪算法寻找超图的匹配来完成隐秘信息的嵌入. 为了说明该方法的有效性,在对载体图像修改方面,与传统的基于图论的隐写方法进行比较;在抗攻击性能方面,与已有的其他空间域方法进行实验比较. 实验结果表明,相对于基于图论的方法,文中提出的方法对载体图像像素的修改更小,增强了含密图像的视觉质量,其抗攻击性能也优于现有的其他空间域方法.     

基于LSB检测的JPEG隐写分析特征增强方法

隐写分析构造共生矩阵特征时因截断而导致部分信息丢失,于是提出基于DCT系数最低有效位面的特征扩展方法,增加对截断处嵌入信息的描述. 对DCT系数平面取模生成最低有效位平面,通过统计相邻位置的取值,生成二阶、三阶共生矩阵. 为进一步增强特征的性能,引入Zigzag扫描,获得重新排列的DCT系数平面,在此基础上提取相应特征. 通过上述方法,在原有LIU特征的基础上构造508维特征. 结果表明,在对抗DCT系数最低有效位嵌入的隐写中,所提方法能有效提高对隐写图像的检测率.     

基于关联网络模型的H.264/AVC运动矢量调制信息隐藏检测方法

H.264/AVC运动矢量信息隐藏方法具有较大的嵌入容量,同时对重建帧的视频质量引入的附加失真较小,是一种重要的H.264/AVC视频信息隐藏方法.针对该种信息隐藏方法提出了一种隐写分析方法.由于视频帧中物体的完整性和物体在帧间运动的连续性,H.264/AVC时域及空域中相邻编码宏块的运动矢量存在一定的相关性.据此,建立了用于运动矢量隐写分析的时空相邻宏块运动矢量关联网络模型.通过对关联网络进行剪枝得到强相关网络,并对强相关网络中顶点之间的相关性进行了量化表示,从而提取了用于隐写分析的特征向量,结合支持向量机(support vector machine,SVM)构建了隐写检测器.实验表明,与现有的隐写分析算法相比,该文方法具有更好的检测性能,检测准确率均超过90%.     

一种RGB分块压缩感知的图像水印算法

根据压缩感知理论的计算保密特性,提出一种基于内容特征与压缩测量值的图像水印新算法.首先,对图像进行分块处理,获取分块RGB三个颜色层上的DCT变换系数.然后,对DCT中低频系数采用压缩感知测量提取图像内容特征,生成基于内容的数字水印.最后,利用精细化稀疏自适应匹配追踪信号重构算法,分多次把数字水印嵌入到分块颜色层的高频DCT系数的压缩测量值中,增强了水印鲁棒性.通过对提取的水印进行比对及差错控制,实现图像篡改检测.仿真实验表明,算法对图像篡改具有精确的检测能力.     

应用二值图像信息隐藏技术实现彩色图像中的安全隐写

该文提出一种以彩色图像为载体的安全隐写方法,应用二值图像信息嵌入技术,将隐蔽信息隐藏在颜色分量的较高层位面中,可实现优良的隐蔽性和较大的嵌入量.所使用的二值图像数据隐藏方案包括一组完备的规则,能够准确判断边缘像素是否可承载嵌入数据,保证嵌入数据的无差错盲提取,并可引入密钥以增强安全性.实验表明,在彩色图像中数据嵌入量达到每像素1.5 bits时视觉不可察觉,峰值信噪比保持在40 dB以上,直方图无异常,并能抵御多种有效的隐写分析算法,兼顾了隐蔽信息容量和安全性.     

降低特征类内离散度的JPEG图像隐写分析

图像内容特征差异使得载体、载密图像的隐写检测特征混淆在一起而难以区分,这导致图像隐写分析成了一个"类内分散、类间聚合"的分类问题.针对此问题,从降低因图像内容、处理手段等造成的隐写检测特征类内离散度的角度出发,提出了一种更加可靠的隐写检测模型.依据内容复杂度将待检测图像分类,分别提取具有相同内容复杂度的每一类图像的隐写检测特征和训练分类器,得到最终检测结果.数据分析和实验结果表明:基于图像分类的隐写分析方法能够有效提高检测性能.     

一种图像块旋转的马赛克拼图伪装隐写

为了提高无载体隐写效率以及隐写鲁棒性,提出了一种图像块旋转的马赛克拼图伪装隐写方法。首先在发送端将共享图像库中利用密钥随机选择的图像缩小并调整色调,再依据秘密信息和密钥对每个图像块添加随机旋转角度形成编码图像,最后将编码图像按规则排列产生含密马赛克图像;接收端依据密钥去除随机旋转,读取编码图像旋转角度获得秘密信息。实验结果表明,所提方法在嵌入容量方面优于其他无载体隐写方法,在鲁棒性方面也有良好的性能。