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。     

基于构造纹理图像的数字隐写

提出一种通过构造纹理图像来隐藏信息的新型隐写方法。隐写者首先构建一个包含多种不同特征的单元库,用来表征二进制数据与图形单元之间的映射关系;根据秘密信息从单元库中选取图形,并确定图形在白纸上的摆放位置,绘制一幅含有隐写单元的图像;随后在其中添加背景元素,并通过可逆形变操作来生成一幅具有复杂纹理结构的含密图像。接收端在提取信息时,根据密钥对含密图像进行逆操作,去除背景图形后使用匹配滤波器识别源图像中的图形,通过分析其摆放位置和图形特征来提取秘密数据。实验结果表明,该方法生成的含密图像具有良好的视觉效果,使秘密数据得到了很好的隐蔽,而且通过调整参数还可以隐藏任意数量的秘密信息。     

基于图像分类的鲁棒无载体信息隐藏

针对传统信息隐藏方法须通过修改载体以嵌入秘密信息所带来的安全性问题,提出一种基于图像分类与尺度不变特征转换(scale-invariant feature transform,SIFT)提取无载体信息隐藏的方法。首先通过快速区域卷积神经网络将原始图像库进行分类处理,生成不同种类的子图像库;然后利用图像SIFT特征点的方向信息设计一个感知鲁棒的哈希方案,并使用该方案计算出每个子图像库中图像的哈希值,将所有子图像库中的图像全部映射成相应的二进制哈希值;最后将秘密信息分割成若干个片段,通过对比秘密信息片段与所有的图像二进制哈希值,从子图像库中检索出与秘密信息片段相符的图像,将其作为含密图像传送给接收方,完成信息隐藏过程。接收方接收到全部含密图像后,根据约定的哈希方案提取秘密信息。实验结果和分析表明,该方法对JPEG压缩、高斯噪声、椒盐噪声、图像缩放等攻击具有较强的鲁棒性,且隐藏容量较高。     

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.     

基于高维特征正则化的JPEG图像隐写分析

隐写分析是信息安全的重要内容。为提高JPEG图像隐写的检测能力,建立了散度矩阵的特征谱,提出了一种对载体和含密图像的训练特征进行变换的新方法。首先根据特征谱的分布规律进行建模,划分为3个区域：特征值下降区、平稳区、特征值为零的区域,然后通过白化处理得到白化特征向量,进而对处于3个不同区域的特征向量使用自适应正则化方法。经这几步处理得到特征转移矩阵,也就是输入特征的变换矩阵,最后取变换后特征的前t个向量完成特征选择。并将这些特征数据Fisher线性判决（Fisher linear discriminant,FLD）集成分类器进行训练。结果表明,通过对图像特征进行排序、正则化和选择,FLD集成分类器对JPEG图像隐写的识别准确率得到了提升。     

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.     

基于预测误差变化的视频隐写分析技术研究

将机密信息秘密地隐藏在多媒体数据之中,使发送方和接收方之间能够隐秘地进行通信,但是不会过多影响多媒体数据的质量,如音质和画质,从而将载密的多媒体数据混杂在正常的多媒体数据之间,使攻击者不能发觉到通信的存在。基于预测误差变化的隐写分析就是尽可能地从众多多媒体数据中探查出经过了隐写术处理的载密数据,截取或破坏隐秘通信双方之间传递的信息。     

基于图像Bag-of-Words模型的无载体信息隐藏

介绍一种基于bag-of-words（BOW）模型的无载体信息隐藏方法。该方法使用BOW模型提取图像的视觉关键词（visual words,VW）以表达待隐藏的文本信息,从而实现文本信息在图像中的隐藏。首先使用BOW模型提取图像集中每幅图像的VW,构建文本信息的关键词和VW的映射关系库;然后把每幅图像分为若干子图像,统计每一幅子图像的VW频数直方图,选择频数最高的VW表示该子图像;最后根据构建的文本关键词和子图像VW的映射关系库,搜索出与待隐藏文本信息存在映射关系的子图像序列,将含有这些子图像的图像作为含密图像进行传递。实验结果和分析表明,该隐藏算法在抗隐写分析、鲁棒性和安全性方面均有良好的表现。     

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.     

基于秘密信息驱动的正交GAN信息隐藏模型

噪声驱动生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)的生成器能生成高质量数字图像,为信息隐藏提供了新的数据载体.利用正交GAN的判别器能提取生成图像特征码的特性,提出了一种基于秘密信息驱动的正交GAN无载体信息隐藏模型.信息隐藏时,将待隐藏信息的二进制序列按分组量化规则映射为噪声向量,由该噪声向量驱动正交GAN的生成器生成含密数字图像.在信息提取时,首先利用正交GAN的判别器提取含密图像的特征码,然后利用U型网络实现从特征码到驱动噪声的映射,进而恢复秘密信息.在CelebA人脸数据集上对搭建的无载体信息隐藏模型进行对抗学习,生成器能够生成高质量的含密图像,判别器与U型网络相结合能从含密图像中提取秘密信息.与最新同类算法相比,在信息隐藏容量相同的条件下,模型具有较好的信息提取准确率、安全性等性能,同时减少了训练开销,提高了算法的实用性.     

基于纹理特征分类与合成的鲁棒无载体信息隐藏

针对图像无载体信息隐藏算法嵌入容量与鲁棒性无法很好兼顾的问题,提出了一种基于纹理特征分类与合成的鲁棒无载体信息隐藏算法,使用空间金字塔算法提取纹理图像特征,通过监督式分类训练得到分类模型,同一类别下的不同图像块,利用位置信息进行区分,根据图像块分类和位置信息的不同构建映射字典,传递秘密信息;发送方依据秘密信息选择图像块并根据公共密钥将所有图像块组合为一幅大尺寸图像,通过可逆形变生成复杂的纹理图像并发送给接收方;接收方根据密钥将纹理图像恢复为图像块,利用分类模型识别图像块所属分类并确定位置信息,对照映射字典提取秘密信息.实验和分析表明该算法对JPEG压缩、高斯噪声、椒盐噪声等攻击具有较好的鲁棒性,同时嵌入容量可随图像类别的增加得到提高.     

基于曲面插值的加密图像可逆信息隐藏算法

提出一种基于曲面插值的加密图像可逆信息隐藏算法.对原始图像进行加密,利用随机函数确定加密图像中的载体像素,根据载体像素取反位的不同采取不同的隐藏方法.对载密图像进行解密以确定载体像素,在载体像素5×5邻域中选取与载体像素距离最近的6个非载体像素,采用曲面插值的方法计算载体像素的预测值,应用该预测值提取秘密信息并恢复载体像素.实验结果表明,该算法提取秘密信息的错误率较低,恢复图像的视觉效果较好.     

一种基于图像内容的隐写分析方法

数字图像已成为信息隐藏的一类重要载体,然而不同内容的图像对隐写分析呈现出不同的检测性能. 该文基于图像信源区域平稳马尔可夫特性,用方差度量图像的区域复杂度,运用四叉树分割方法对图像进行递归分解,提取对数字隐写较为敏感的平坦区域,并从这些区域提取游程长度直方图统计矩特征,最后结合支持向量机实现隐藏信息检测. 实验结果表明,依据图像内容分割出敏感区域进行隐写分析可有效改善检测性能.     

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。     

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.     

基于块分类的密文域多重嵌入可逆信息隐藏算法

针对现有密文域可逆信息隐藏方法中图像块利用不充分,使得嵌入秘密信息量不高的问题,提出了一种基于块分类的多重嵌入可逆信息隐藏算法。首先将原始图像用流密码加密,加密图像被分成若干个不重叠的块。然后,用最高有效位（most significant bit, MSB）自适应预测算法对块内的第1个像素和其他像素进行预测,将每一个块标记为可用块或非可用块。进一步对可用块进行重构嵌入,同时用中值边缘检测器（median-edge detector, MED）预测算法对非可用块进行二次嵌入,最终实现秘密信息的嵌入。当接收方接收到含密图像时,通过嵌入密钥实现秘密信息的正确提取,同时利用加密密钥恢复原始图像。实验证明,该文提出的方法在相同图像恢复质量的情况下能够显著提升秘密信息的嵌入量,在嵌入容量和图像恢复质量上均优于已有的方法。     

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.     

基于统计特性的LSB密写分析

提出一种基于统计特性的LSB密写分析方法,这种方法根据密写对原始数据统计特性的影响来判断秘密信息的有无.实验结果给出了不同阈值时的检测性能,当秘密信息量较大时,两类错误概率都可以得到有效控制.     

混合蛙跳优化决策面的LSB±k隐写算法

针对现有智能优化改进隐写不能对高维特征同时进行优化的问题,提出了一种混合蛙跳优化决策面的改进LSB±k隐写算法(记为SFLA-LSB±k).不同于其他优化改进隐写中尽可能减少图像载密前后某种特征变化的策略,在SFLA-LSB±k中,通过优化载密图像的特征变化,使载密图像特征变化方向随机化,导致分类器无法训练出一个能对载体与载密图像进行分类的决策面,从而达到抵抗分析的目的.实验结果表明,与标准的LSB±k隐写和相关PSO优化改进LSB±k隐写相比,SFLA-LSB±k有效提高了LSB±k的安全性,特别是当k取1时,该算法针对78维特征隐写分析的AUC值可下降到0.5637.