一种密文域医学图像可逆信息隐藏算法

鉴于图像的密文域可逆信息隐藏在安全云计算和隐私保护方面的重要作用,为了提高信息嵌入率,结合医学DICOM图像像素深度高、像素分布连续性高的特点,提出了一种结合两种压缩算法的密文域医学图像可逆信息隐藏算法。首先发送方对图像进行预处理,根据像素中高位比特连续为0的数量嵌入标记信息,腾出高位的冗余空间;然后用一种特殊设计的块加密算法进行加密,在保证明文信息不被泄露的同时保留了部分图像相关性;接着嵌入方根据标记信息,在对应位置嵌入额外信息;此外,为了进一步提高嵌入率,嵌入方还可以利用图像像素的相关性,在块内进行做差,并压缩实施信息嵌入。实验结果表明,该算法不仅具有较高的信息嵌入率,同时还有较好的安全性表现。     

基于二叉树标记与码分复用的密文域图像可逆信息隐藏

针对当前密文域可逆信息隐藏中嵌入容量不高的问题,结合码分复用的特性,提出了一种基于二叉树标记的密文域可逆信息隐藏优化方案,首先利用梯度下降的预测方法在图像加密前获取冗余空间,然后借助参数二叉树标记的方法对像素进行分类,最后利用码分复用的正交特性将重要的辅助信息嵌入密文图像中。经仿真实验验证:该算法同时具有可逆性与可分离性,嵌入率可高达到3.473 bpp,与现有的基于二叉树标记的密文域可逆信息隐藏的方法相比,有效提高了密文域可逆信息隐藏算法的嵌入容量。。     

采用相邻像素预测的可逆信息隐藏算法

为了提高图像信息隐藏算法的信息嵌入容量和载密图像的保真度,提出一种采用相邻像素预测的可逆信息隐藏算法.构建局部线性预测模型,以待预测像素的3个相邻像素为目标像素,通过目标像素的相邻像素建立线性方程组,求解预测模型参数.应用预测模型进行预测,计算预测误差,绘制预测误差直方图,通过直方图平移实现可逆信息隐藏.实验结果表明:文中算法可通过较少的预测像素进行预测,比其他算法具有更高的预测精度和更大的信息嵌入容量.     

基于动态块划分和预测误差对扩展的可逆信息隐藏

为提高含密图像质量,提出了一种基于动态像素块划分和预测误差对扩展的可逆信息隐藏算法.通过局部区域纹理复杂度计算对图像进行动态二次分块,运用像素排序算法计算预测误差并生成相应的预测误差对,最后通过预测误差对扩展嵌入秘密信息.实验结果表明:所提出的算法在保证一定嵌入容量条件下得到的含密图像质量更高.     

基于插值图像的可逆信息隐藏算法

为了提高可逆信息隐藏算法的容量,提出一种基于插值图像的可逆信息隐藏算法。将原始图像用最近邻插值算法放大,以放大后的图像作为载体图像进行隐藏。计算插值像素与相邻两个原始像素均值的差值,根据差值控制嵌入秘密信息的位数,根据秘密信息的数值修改插值像素实现秘密信息的隐藏。接收方提取秘密信息后,可对载密图像下采样恢复出载体图像,实现可逆信息隐藏。实验表明提出的算法可实现较大容量的信息隐藏,同时,在相同隐藏容量的情况下,具有较好的视觉效果。     

基于混沌映射和POB编码的密文域可逆信息隐藏

为了解决运用预测误差扩展算法进行信息嵌入时会造成溢出问题以及加密后图像分块内仍存在一定的相关性问题,提出了基于混沌映射和置换有序二进制(permutation ordered binary,POB)编码的密文域可逆信息隐藏.首先,图像拥有者运用混沌映射系统对原始图像进行加密.然后,数据隐藏者对加密图像中的参考像素点与其相邻像素点做差值计算后,再运用POB编码进行秘密信息的嵌入.最后,接收方不仅能正确提取秘密信息,还能无损地恢复原始图像.实验结果表明,与预测误差扩展算法相比,运用POB编码进行信息嵌入时不仅能够避免移位时造成的溢出,而且会进一步破坏分块内的相关性,使得加密图像的安全性提高.因此,该算法具有更广阔的应用场景.     

基于混沌映射和置换有序二进制编码的密文域可逆信息隐藏

为了解决运用预测误差扩展算法进行信息嵌入时会造成溢出问题以及加密后图像分块内仍存在一定的相关性问题,提出了基于混沌映射和置换有序二进制(permutation ordered binary, POB)编码的密文域可逆信息隐藏。首先,图像拥有者运用混沌映射系统对原始图像进行加密。然后,数据隐藏者对加密图像中的参考像素点与其相邻像素点做差值计算后,再运用POB编码进行秘密信息的嵌入。最后,接收方不仅能正确提取秘密信息,还能无损地恢复原始图像。实验结果表明,与预测误差扩展算法相比,运用POB编码进行信息嵌入时不仅能够避免移位时造成的溢出,而且会进一步破坏分块内的相关性,使得加密图像的安全性提高。因此,该算法具有更广阔的应用场景。     

一种改进的预测误差扩展可逆数据隐藏算法

利用灰度图像的值特征,本文在预测误差扩展算法基础上,提出一种改进的可逆数据隐藏算法.该算法对边界像素结合其邻接像素进行判断,在保证不会产生溢出时嵌入数据,以提高原载体图像的数据嵌入率,并降低辅助数据容量.最后选取自然图像与医学图像进行实验证明,该数据隐藏算法在嵌入容量、图像视觉质量方法均取得较好的效果.     

基于NTRU的密文域可逆信息隐藏算法

NTRU (number theory research unit)具有抗量子计算攻击、加解密速度快、安全性高的特点,非常适合用于无线保密数据网、认证系统等业务。结合可逆信息隐藏技术,提出了一种基于NTRU的密文域可逆信息隐藏算法。首先利用差值扩展算法完成对图像像素的预处理;然后使用NTRU算法对图像像素进行加密,利用NTRU算法的加法同态性质在密文中嵌入信息,嵌入的信息得到NTRU算法加密的安全性理论保证;解密与信息提取后,利用差值扩展算法的特点可逆恢复出图像像素。采用图像的直方图及方差、信息熵、相邻像素的相关性等统计学方法,论证了在密文中嵌入信息的不可感知性。仿真实验结果表明：该算法既能实现嵌入信息后密文的正确解密,又能无损提取秘密信息,平均嵌入率可达到0.5 bpp (bit per pixel)。     

基于整数变换的加密图像可逆信息隐藏算法

兼顾嵌入容量和算法安全性,提出了一种基于整数变换的加密图像可逆信息隐藏算法。内容所有者利用变换密钥,选取相应的两相邻像素为一组进行整数变换。变换后的像素组受该整数变换特性的约束,使得其中任意一个最低有效位(LSB Least Significant Bit)被替换后,仍能恢复出原始像素组。因此,信息隐藏者可根据相同的密钥找到加密图像中已进行变换的像素组,利用嵌入密钥替换对应像素的LSB完成隐秘信息可逆嵌入。只有同时拥有变换密钥和嵌入密钥,才能正确提取嵌入信息;只有同时拥有变换密钥及加密密钥,才能恢复出原图像,所以算法安全性较高。实验结果表明,该算法能够有效地在加密域中直接进行信息的嵌入及提取,并在解密后无损地恢复出原图像;而且该算法的嵌入率可高达0.47 bpp(bit per pixel)。     

鲁棒的密文彩色图像可逆数据隐藏方法

为了提高现有密文图像可逆数据隐藏方法的不可感知性、鲁棒性和嵌入容量等问题,提出一种大容量密文彩色图像可逆数据隐藏方法.在发送端,首先利用Logistic混沌映射加密算法对彩色图像进行加密并分成RGB三个色彩通道,对其进行分块和二维离散余弦变换;然后选取鲁棒性较好的低频部分进行秘密信息的嵌入,提高算法的抗攻击性;最后采用像素互补的方法进行大容量的嵌入秘密信息.在接收端,先对得到的加密图像进行解密,根据信息嵌入的逆过程提取秘密信息并恢复原始图像.实验结果表明,该方法与现有方法相比在图像质量、嵌入容量、鲁棒性和加密性能等方面具有更好的性能,可自适应地选择嵌入容量.当嵌入容量达到1.15 bpp时,平均峰值信噪比可达到39.39 dB.     

High Payload Reversible Data Hiding for Encrypted Image with Homomorphic Encryption

This paper proposes a novel reversible data hiding scheme for encrypted images with high payload based on homomorphic encryption. In this algorithm, each pixel of the original image is firstly divided into five parts, which are to be encrypted by applying the homomorphic application based on the Paillier algorithm. Then a serial of operations are carried out in the encrypted domain so as to embed the additional data into the encrypted image. Finally, the embedded additional data can be perfectly extracted, and the host image can be recovered without error when the marked image is decrypted directly. Security analysis, extensive experiment results and comparisons illustrate that it has high security, and the original image recovery is free of any error. Meanwhile, the embedding capacity of this algorithm is enhanced when compared with other literatures.     

基于像素值排序最值阶跃响应的可逆信息隐藏

针对现有明文域可逆信息隐藏方案对于单个像素值修改过程中仅嵌入单比特秘密信息,提出一个基于像素排序值(pixel value ordering,PVO)阶跃响应的可逆信息隐藏方案。PVO对像素块排序后的最值进行预测和修改实现秘密信息的可逆嵌入,具有高保真的特性。利用PVO后的参考像素来确定高保真阶跃修改量,然后通过阶跃处理进行块内冗余像素的选择,最终通过排序序列与像素位置的映射关系来实现信息的嵌入。方案每修改单个像素值信息能够实现多比特秘密信息的嵌入,并且由像素排序确定得到的阶跃修改量能够保证信息提取后图像的无损恢复。经仿真实验验证,在达到同样嵌入容量要求条件下,研究结果较先前基于预测扩展处理的像素值排序方案能够大幅减少像素修改的数量,并且低负载条件下峰值信噪比性能指标得到显著提升。     

基于排序码分多址的密文域可逆信息隐藏

为解决图像密文域可逆信息隐藏嵌入容量小的问题,通过使用码分多址的方法研究了密文域可逆信息隐藏,提出了利用排序码分多址的方法嵌入秘密信息。首先对图像进行置乱加密。然后对加密后的图像按列进行升序排列并记录排序索引。最后,使用码分多址的嵌入序列对秘密信息进行扩频编码;而后嵌入至载体图像,嵌入后再利用排序索引进行逆排序,得到携密图像。利用码分多址嵌入序列的正交特性,实现秘密信息的多层嵌入。通过仿真实验表明,算法的密文域可逆信息隐藏嵌入容量显著提高,消除了使用码分多址嵌入时图像纹理复杂度对嵌入容量的影响。     

结合重排序和直方图平移的调色板图像可逆信息隐藏

提出了一种新的调色板图像可逆信息隐藏方法. 首先, 将调色板的颜色重新排序, 使得相邻索引值对应的颜色尽可能相近. 然后, 对排序后的索引值直方图平移以嵌入秘密信息. 在嵌入过程中, 将对应的索引值改为与之相近的颜色索引值, 以有效缓解含密图像视觉质量的下降; 多次利用最大最小点, 大大提高了嵌入率. 实验结果证明, 本方法在保证可逆的同时显著提升了嵌入量, 并维持了较高质量的视觉效果; 同时, 对于索引值直方图无零点的情况同样适用, 克服了已有方法的局限性.