基于整数小波变换和差值扩展的可逆数据隐藏

针对传统差值扩展嵌入算法存在过分修改像素值、须嵌入溢出定位图等缺点,提出了一种基于整数CDF(2,2)双正交小波变换和差值扩展的彩色图像可逆数据隐藏算法.该算法用较小的差值扩展量扩展1个色彩分量的像素值,扩展方向由溢出像素的数量决定,采用调整像素值的方法避免像素溢出,并用少量的调整信息代替定位图,从而提高嵌入容量.提取端根据临界像素值的顺序定位调整的像素,用调整信息恢复调整像素的值,提取信息的同时可无损地恢复原始图像.实验结果表明:算法的整体性能优于预测误差差值扩展和传统差值扩展算法.     

基于差值扩展和随机块选择的可逆数据隐藏算法

针对传统数据隐藏算法容易被SPAM检测到的问题,提出一种基于差值扩展和随机块选择的可逆数据嵌入算法.该算法首先对目标图像进行分块处理,然后随机地选择目标块,并根据目标块的类型和方向选择相应类型的差值扩展方法嵌入数据,最后利用块位置图记录溢出情况,以保证图像质量.实验表明,该算法不仅能够提高嵌入数据的容量,并能有效降低嵌入数据后对图像质量的影响.     

基于直方图平移和定向嵌入的可逆数据隐藏

提出了一种基于差值直方图平移和定向嵌入的彩色图像可逆数据隐藏算法.利用色彩分量之间的相关性和整数Haar小波系数之间的关系减小差值,以增加差值直方图的峰值.采用多重直方图平移嵌入方法提高嵌入容量,按指定的像素值扩展方向嵌入数据,多重嵌入过程中交替使用像素值增加和减小方向,使得部分像素值扩展量相互抵消,从而减小图像质量的下降幅度.实验结果表明:该算法在保证图像质量的同时大幅提高了嵌入容量,与其它同类算法相比,算法的整体性能更高.     

基于多进制嵌入的彩色图像可逆数据隐藏算法

针对Tian差值扩展算法存在过分修改像素值、嵌入容量不高等缺点,提出了一种基于多进制嵌入的彩色图像可逆数据隐藏算法.它利用十字预测法获取较高的直方图峰值,将版权信息变换成二进制和三进制信息,然后分两次嵌入到多个峰值中;同时在嵌入之前有针对性地对所有可能溢出的像素进行调整,并将这部分信息作为辅助信息优先存放,替代了定位图.嵌入的顺序与分形生长图形计算的结果一致,提高了保密性.实验结果表明:该算法在保证图像质量的同时,嵌入的容量有一定的提高.     

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.     

一种基于块分类和差值扩展的可逆数据隐藏算法

利用图像块的统计特性,描述一种新的基于差值扩展和块分类技术的可逆数据隐藏算法.首先,将图像分为数据嵌入区域和辅助信息嵌入区域.在数据嵌入区域,将分块后的图像利用周围图像块与目标图像块间的统计关系判断图像块的类型,从而根据类型差异嵌入不同数据量的信息,实现图像内容复杂度对数据嵌入量的控制.同时,利用方向判断准则选择对图像影响较小的方向嵌入,解决了单一嵌入方向对图像造成较大失真的问题.在辅助信息嵌入区域,采用MPE零溢出的特性嵌入位图辅助信息,避免嵌入辅助信息带来新的位图信息.对不同纹理图像进行实验测试以及与其他算法进行比较.研究结果表明:该算法具有良好的综合性能;在提高算法嵌入容量的同时,有效地降低了嵌入数据后对原始图像质量的影响.     

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.     

基于二次预测误差和像素排序的可逆图像水印

为了提高可逆图像水印算法的性能,提出一种二次预测误差与像素排序相结合的可逆图像水印算法;该算法首先对像素进行二次误差预测;并利用相邻像素的误差值来确定其余像素的预测误差;然后采用局部复杂度对像素进行排序,以使具有较小误差值的像素被优先处理并进行数据嵌入;最后通过平移差值直方图生成零点间隙,利用冗余的零点间隙嵌入水印信息。实验结果表明,利用二次预测误差与像素排序技术,可以有效地提高像素的预测精度并降低图像失真;在相同的嵌入容量下,该算法嵌入水印后图像的PSNR比相关算法提高了1 dB左右,具有更好的不可感知性。     

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.     

一种基于改进插值的数据隐藏算法

针对数据隐藏算法嵌入容量有限的问题,提出一种新的插值方法,将其应用到数据隐藏领域中,并给出一种基于改进插值的可逆数据隐藏算法.该算法在信息嵌入时,先用文中提出的插值方法对原始宿主图像进行扩展,扩展时,每个扩展像素以4个宿主像素点作为参考,通过计算得出均值,再将其分配到待扩展的位置上,信息嵌入后可以无损地进行信息提取和图像的恢复.实验结果表明,该数据隐藏算法在嵌入容量、图像视觉质量方面均取得很好的效果,相比其他的数据隐藏算法,最大嵌入容量提高了24.78%~39.29%,最大藏量下的信噪比均保持在39 d B以上.     

一种基于位平面的差值扩展可逆水印算法

为了提高算法的嵌入容量和降低失真率等问题,文章提出一种基于图像位平面图分解理论的差值扩展算法,该算法只针对图像较低层的位平面图进行信息嵌入,不改变图像的其他较高位平面的像素值,通过这样的操作,在减小图像失真的同时,提高了总的信息隐藏量.     

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)。     

图像可逆数据隐藏技术研究综述

可逆数据隐藏技术不仅能从嵌入数据后的载体中完整地提取嵌入的秘密数据,而且能无损地恢复原始载体,这在诸如医学图像、遥感图像等特殊的应用领域非常实用,已成为多媒体安全领域的研究热点。本文以数字图像为载体,首先对信息隐藏技术的分类、应用和特性与可逆数据隐藏技术的基本框架和性能评估进行简要描述。其次,对基于差值扩展、直方图平移、预测误差扩展、像素值排序和插值技术等五种典型的可逆数据隐藏技术分别进行了介绍和讨论,给出了每种典型技术的嵌入和提取过程。最后,对可逆数据隐藏技术未来的研究趋势进行了展望。     

图像预测误差域的动态补偿安全隐写算法

为了保证载密图像嵌入大量信息后的高阶统计安全性,该文将图像马尔可夫链模型推广至图像预测误差域,根据动态补偿的原理提出运用于图像预测误差域的二阶统计保持隐写算法。该算法根据隐写对图像预测误差马尔可夫链模型统计分布的改变情况,指导嵌入函数,运用后嵌入的隐秘信息动态补偿前期嵌入对图像二阶统计特性的改变,从而在不损失嵌入容量的情况下提高隐写的统计安全性。实验表明,该隐写算法在较大容量的数据嵌入过程中,能很好保持图像统计特性,提高隐写安全性。     

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。     

基于位平面分解的可逆图像水印算法

为了提高现有基于差值扩展可逆图像水印算法的视觉质量和嵌入率,提出了一种基于位平面分解的可逆图像水印算法.对载体图像进行位平面分解,选取其低6 bit位平面组合在一起构成新图像.对构成的新图像进行互不重叠块划分,计算每块熵值,选取其熵值较小的图像块利用广义差值扩展算法嵌入水印.选取熵值较大的图像块所对应的原始图像块利用差值量化法嵌入溢出图等相关辅助信息.采用Lena,Barbara等标准的8 bit灰度图像作为测试图像进行了可逆水印算法的试验.结果表明该算法不仅嵌入率高,而且有较高的视觉质量,能实现原始图像的完全恢复.以Lena为宿主图像时,其有效载荷可达0.93 bpp.和其他算法相比,在维持较好视觉质量的前提下提高了水印嵌入率.     

一种自适应可变容量的可逆水印算法

为了提高可逆水印的嵌入容量及水印图像质量,提出一种自适应可变容量的可逆水印算法.该算法对载体图像进行分块,每块整数变换后根据图像的特征生成可变容量可逆水印:平滑块8比特,嵌入在图像像素的低2位,纹理块12比特嵌入在图像像素的低3位.实验结果表明,与同类算法相比,该算法在保证水印图像质量的基础上提高了可逆水印的嵌入容量,所嵌的版权信息及原始载体图像均能无失真提取与恢复.     

一种邻域像素差预测的可逆水印算法

针对现有高容量水印嵌入算法中载体图像失真问题,提出一种邻域差值预测的可逆水印算法,该算法通过计算相邻像素差值的绝对值来决定是否嵌入水印.为确保较高的图像质量,设置理想阈值,嵌入过程中如果绝对差值高于预设的阈值,则像素保持不变.结果表明,与同类算法相比,该算法具有较好的图像质量和高嵌入容量.