Hilbert曲线扫描在JPEG隐写分析中的研究与应用

提出了一种具有较高正确检测率的JPEG 隐写通用型检测方法. 利用Hilbert曲线对JPEG 图像DCT 系数块进行扫描,使用马尔可夫模型挖掘DCT 系数的块间和块内相关性,提取转移概率矩阵作为特征. 针对nsF5 和MB （model-based） 隐写方法的实验表明：此方法能对以上两种隐写方法进行有效检测,相比同类检测方法,其检测率有一定提高.     

基于偏最小二乘回归建模的量化隐写分析

将基于偏最小、二乘回归的建模方法应用到估计隐写信息长度中,提出一种新的量化隐写分析方法.分别从空域,DCT域,DWT域提取隐写图像的统计特征作为建模的自变量,隐写图的嵌入改变率作为因变量,运用偏最小二乘回归建立统计特征和嵌入改变率之间的关系模型为量化隐写分析器.针对3种典型的JPEG隐写算法F5,outguess,MB1隐写图进行量化隐写仿真,结果显示提出的方法能快速准确地估计JPEG隐写图的信息嵌入改变率.     

基于预分类和特征扩展的JPEG图像隐写分析

联合图像专家组(joint photographic experts group, JPEG)图像的隐写分析性能不仅与信息嵌入方式有关,同时与其自身的内容复杂度也紧密相关。本文提出一种基于预分类和特征扩展的新方法以提高JPEG图像通用隐写分析准确性。首先采用图像内容复杂度度量准则将训练样本划分为若干互相重叠的类别,并对每一类子库分别提取更加有效的扩展特征集以及构造各自的分类器模型;对于给定的待测图像,根据其内容复杂度与各类复杂度均值的最小距离进行预分类,提取特征并进行相应类别的分类器测试。实验结果表明,该方法对典型的JPEG图像隐写算法具有更好的检测性能。     

一种基于k-Fibonacci矩阵和JPEG的数据隐藏方法

提出了一种基于k-Fibonacci矩阵和JPEG的数据隐藏方法。该方法先计算8×8的k-Fibonacci矩阵,然后,对8×8的k-Fibonacci矩阵进行修改,并以修改后的k-Fibonacci矩阵为量化表对掩体图像的DCT系数进行量化,将要隐藏的数据嵌入到量化后DCT系数的DC和AC系数中,得到含有秘密数据的JPEG图像文件。隐藏数据的提取不需要原掩体图像。我们将所提方法与JPEG隐藏工具Jpeg-Jsteg、基于量化表修改(QTM)的方法进行了比较。结果表明,所提方法隐藏的数据量比Jpeg-Jsteg和QTM的方法大,嵌入数据后的图像质量好,而且与它们具有相同的安全性。     

二值文本数字水印技术的研究与仿真

针对二值文本纹理复杂、信息隐藏的免疫力差的特点,提出了一种基于DCTDWT的二值文本频率域数字水印算法。算法结合了DCT和DWT二者的特点,将水印信号进行分块DCT变换,按照从低频到高频的顺序对各块系数进行重新排列,对应嵌入到原始图像的DWT分解子带中,强化了不可见性。为了验证算法的鲁棒性和不可见性,利用相似度原理设计了水印提取检测器,通过将嵌入水印后的图像进行JPEG压缩、加入高斯噪声、椒盐噪声以及将其剪切掉一块的方法来模仿图像在实际网络环境下可能遭受的各种攻击和干扰,仿真实验证明,在各种情况下,检测器均有较好的检测效果。     

小波包子带频域矩和遗传算法的图像隐写分析

针对现有典型的通用隐写分析方法提取特征时多数对图像进行正交小波分解中的不足,提出了一种新的利用小波包分解和遗传算法的高效的隐写检测方案.首先对原灰度图像及其预测误差图像运用小波包分解生成多个子带,提取各子带系数的直方图特征函数多阶矩作为特征,将支持向量机的分类效果作为适应度函数值返回,指导遗传算法搜索最优的特征选择方案.针对Outguess、F5、MB1隐密图像与载体图所组成的混合图像库上的仿真实验结果表明:该方法比现有的隐写分析方法,平均检测率提高了约1%-17.8%.     

JPEG压缩下图像量化水印的鲁棒性估计

当嵌有水印的图像经受压缩时,水印检测可能出现错误。与通过各种仿真测试不同,提出以互信息为代价函数评测图像量化水印联合图像专家组（joint photographic experts group, JPEG）规范压缩下的鲁棒性,该方法以线性高斯模型近似JPEG压缩过程,推导了JPEG下的度量鲁棒性的互信息函数计算式,并仿真计算不同压缩因子对应的鲁棒性。实验中以分块离散余弦变换（discrete cosine transform, DCT)中频系数为量化载体进行水印嵌入和检测,结果表明当压缩因子变化时,互信息函数与实验误码率之间是匹配的,应用该方法可以评估和预测图像量化水印算法在JPEG压缩下的鲁棒性。     

一种利用分形IFS编码的水印攻击新算法

数字水印的一个重要研究内容是攻击方法和对策，目前考虑得较多的是JPEG等各种压缩编码、几何形变、滤波和附加噪声。结合分形IFS编码理论提出了一种新的水印攻击算法，将含有特定水印信息的图像块在压缩映射和Hausdorff测度下随机选择相似块替代，并通过评估和削弱攻击过程中水印的影响，达到去除水印的目的。在不同类型的图像上选择鲁棒的DCT域和小波域水印算法进行了实验，结果表明攻击能有效降低水印的相关度检测输出，结合其他信号处理操作还可以获得更好的攻击效果。这将为水印鲁棒性研究提供新的评价指标。     

基于压缩域信息的运动区域检测

运动对象检测是智能视频监控的基础,现有的运动对象检测算法在实时性和检测精度方面仍有待提高,提出了一种利用压缩域的信息运动区域检测算法,首先利用压缩过程中产生的运动矢量信息去除摄像机的背景运动,然后利用宏块的DCT系数,宏块类型等信息去除虚假的运动块,最后使用了形态学的腐蚀与扩张处理以提高检测精度.测试结果表明,本文算法速度快、能够准确检测出运动区域.     

一种抗RS攻击的隐写算法

针对RS隐写分析方法,提出了一种改进的LSB信息隐藏算法以抵抗RS攻击。该算法首先运用一般的LSB隐写方法将秘密信息随机嵌入掩体图像中,然后利用离散二进制粒子群优化技术对嵌入信息后的stego图像进行有效的灰度值调整,使得修改后的stego图像不被RS隐写分析方法检测到秘密信息的存在。实验结果表明,该算法能有效抵抗RS隐写分析,且算法性能稳定。     

基于SVR和DCT的数字图像水印算法

针对彩色图像,提出了一种利用支持向量回归机（support vector regression, SVR）将水印信息嵌入到图像亮度分量的离散余弦变换（discrete cosine transform, DCT）域中的算法。主要思想是应用彩色图像的YCbCr彩色空间,将亮度分量分块后做离散余弦变换,在DCT块中选择中频系数,利用SVR很好的学习和泛化能力,建立中频系数与其邻域系数之间的关系模型,然后根据中频系数和SVR模型预测输出值,调整中频系数嵌入水印。提取水印时重新训练SVR模型,但不需要原始载体图像,实现了水印的盲检测。实验结果表明,该算法具有良好的不可感知性,对色度变化、低通滤波、模糊、锐化、亮度、对比度增强、添加噪声以及几何变换等攻击均具有较强的鲁棒性,尤其对JPEG压缩具有很强的抵抗能力。     

基于像素对匹配的高载荷隐写算法

信息隐写算法的终极目标是嵌入尽可能多的秘密信息而不向宿主载体中引入任何可检测到的失真或者畸变. 然而, 隐藏质量和隐藏载荷二者往往是此消彼长互相矛盾的, 因此人们一般根据不同的应用需求而有所权衡和侧重. 本文提出了一种基于像素对匹配的灰度图像数据隐写算法, 用一组简单的函数引导宿主像素的修改和秘密数据的提取, 即可实现每对宿主像素每次隐藏两个9进制秘密数据. 实验结果表明, 该隐写算法隐藏载荷能达到3.1699比特每像素 (bpp), 此结果远远超过之前已发表的相关工作成果; 而在隐藏质量上, 该隐写算法能够保持较好的视觉系统的不可感知性和统计上的不可检测性.     

基于相邻像素统计特性的LSB隐写分析技术

基于对图像相邻像素灰度值的奇偶性及其大小关系的统计分析,提出了一种新的可靠检测空域LSB隐写的隐写分析算法。该算法通过统计相邻像素对中奇像素大于偶像素的相邻像素对数与偶像素大于奇像素的相邻像素对数,然后根据其比值来判断图像中隐秘信息的有无,并从理论上给予了证明。这一算法不仅可以实现对空域LSB隐写的可靠检测,还可以准确估计图像中隐密信息数据量的大小。算法实现简单、计算量小、检测速度快。实验结果表明,该方法可以获得优于GPC等隐写分析方法的检测性能,且适用于彩色图像。     

自适应率失真跟踪ROI编码方法

针对系数提升ROI算法的固有缺点,提出了一种基于率失真优化截取内嵌码块编码(EBCOT)算法的医疗图像矩形感兴趣区域(ROI)编码方法。区别于JPEG2000标准建议,算法不是通过对医疗图像中关键诊断区域的小波系数比特平面移位实现,而是提升码块的率失真斜率通过码流优化截取来实现ROI编码,从而使系统具有更高的压缩比和更低算法复杂度,并通过自适应误差跟踪获得图像的ROI和BG(背景)的质量可任意控制的特性。用该方法对多幅CT图像进行测试,结果表明:该方法可在保证关键诊断区域无损或近无损条件下提高压缩比8-40倍,完全继承JPEG2000在远程医疗系统中的各种优良应用特性,更好地解决医疗图像在存储和传输过程中数据量过大的难题。     

JPEG2000 T2编码快速算法及硬件实现

对JPEG2000中T2编码器的率失真优化算法和码流组织方法进行了深入分析,提出了一种易于硬件实现的T2编码器快速算法并详细给出了其硬件结构。通过降低率失真斜率估计的计算复杂度、简化优化截取方法和码流组织中标记树(tagtree)编码方法,降低了T2编码器硬件实现的难度,减少了硬件资源,提高了JPEG2000硬件系统处理的并行度。实验结果表明,输出码流符合JPEG2000标准格式,而图像质量下降很小,系统已通过了FPGA验证。     

基于PSMSD的JPEG2000优化率控制算法

对优先扫描率分配算法进行分析,提出了一种基于比特平面优先扫描和最小斜率丢弃的JPEG2000压缩率控制算法,以解决优先扫描率分配对重建图像质量带来的影响。对所有编码通道根据比特平面优先级从高到低依次进行T1编码,达到目标码率后对所有码块进行率失真最小斜率丢弃算法来完成优化截取,从而进一步快速搜索最优码流截取点,有效地降低了T1编码器的冗余。实验结果表明,该算法有效减少了计算量和存储量,且获得了与标准算法基本相同的高压缩性能。     

基于直方图统计矩特征的小波域音频隐写分析

提出了一种小波域音频隐写分析方法,对语音信号进行2级小波分解,然后计算每个小波子带系数直方图及其频域(直方图的离散傅立叶变换)的高阶统计矩,共同构成24维特征矢量,并用BP(Back Propagation)神经网络进行分类.利用CASIA98-99语音库中的370个语音进行了测试,实验结果表明:联合特征优于单种特征的分类性能,且对小波域LSB(Least Significant Bit)、小波系数量化QIM (Quantization Index Method)和小波域迭加三种信息隐藏方法的检测正确率均达到91%以上.     

巡航导弹的被动声检测与分类技术

给出了一种基于被动声信号处理技术的巡航导弹被动声检测与分类技术。在检测目标时 ,综合利用目标声信号与环境信号的能量、过零率及线谱对频率的变化量构成多边界判决函数 ,在分类时提取Mel倒谱特征参数 ,利用隐马尔可夫模型进行分类。通过对实际的 4类目标噪声信号进行检测和分类实验 ,结果令人满意 ,证明了该方法的优越性和工程应用前景。     

认知无线电网络中授权用户参数估计

针对认知用户在频谱切换过程中无法实时地获取授权用户到达率与服务率的问题,提出了基于隐式马尔可夫模型的参数估计算法。首先利用排队论对授权用户队列进行建模与分析,推导出授权用户队列状态转移概率;其次利用能量感知算法检测授权用户队列真实状态,获得可观测序列值;然后利用隐式马尔可夫模型描述两种随机过程,即授权用户队列状态变化随机过程和可观测序列随机过程;最后利用forward-backward算法估计隐式马尔可夫模型,从而获得授权用户到达率与服务率。仿真结果表明,该方法能够实现实时的、较为精确的估计,从而实时地为认知用户选择频谱切换策略提供依据。     

基于平衡多小波与神经网络的图像水印算法研究

利用图像经过CARDBAL多小波变换后,能量汇聚且平均分摊在最低分辨率子图像4个分量上的特点,提出一种改进的多小波域盲水印方法.采用比较法嵌入一幅水印图案,建立含水印图像与水印之间的关系模型,通过神经网络训练来提高水印检测的正确率.实验表明,该方法具有良好的鲁棒性,在JPEG压缩和一些图像处理下可检测到水印.