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)。     

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.     

改进加权矩阵的双图像可逆数据隐藏算法

针对插值灰度图像嵌入容量有限和视觉质量较差的问题,提出了改进加权矩阵的双图像可逆数据隐藏算法,通过仅增加或减少载体图像的插值像素来嵌入多个机密数据位,进一步提高图像嵌入容量和视觉质量。该算法通过插值放大原始图像的大小生成载体图像,使用具有相同大小的共享预定义加权矩阵对原始像素块进行逐项相乘模和,将机密信息根据块的数量交替地嵌入2幅图像中,在每次迭代前,使用共享密钥修改加权矩阵以保护隐藏信息,加权矩阵有助于在较小失真的情况下嵌入更多的数据位,有效实现了安全性和嵌入容量。实验结果表明,该算法可以抵抗剪切、噪声、不透明修改等隐写攻击。相对于其他方法,该算法在嵌入容量和PSNR方面都有明显的提高。     

基于自适应分块的彩色图像可逆信息隐藏算法

目前彩色图像可逆信息隐藏(reversible data hiding,简称RDH)大多直接将灰度图像算法应用到彩色图像的各个通道上,未能充分利用彩色通道间的相关性.提出一种基于自适应分块的彩色图像RDH算法.首先,为了充分利用通道间的相关性,提出将彩色图像进行自适应分块;其次,为了更好地利用平滑区域,提出基于通道特性的嵌入容量分配原则以保证在平滑区域嵌入更多的信息;最后,为了提高彩色图像视觉质量,提出一种符合人眼视觉特性的B-R-G嵌入原则,优先选择对人眼视觉影响较小的通道进行嵌入.实验结果表明,在不同的嵌入容量下,该文方法载密图像的峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,简称PSNR)明显优于所比较的彩色图像RDH方法.     

基于DCT系数修改的自适应稳健可逆信息隐藏

通过修改JPEG图像块中的DCT系数, 提出一种新的稳健可逆信息隐藏方法. 遍历块中特定位置连续6个DCT系数的均值, 找出最接近0的均值进行嵌入. 由于连续DCT系数的均值接近0, 经过压缩操作不会有太大的变化, 因此所嵌入的秘密信息有一定的稳健性. 为了对抗攻击, 在嵌入秘密信息时, 通过比较并改变系数的大小, 将改变量分为两个等级进行自适应嵌入. 若含密图像未被压缩, 则不仅可以正确提取秘密信息, 而且可以恢复原始图像; 若含密图像已被压缩, 则只能正确提取秘密信息, 不能恢复原始图像. 实验结果表明, 在经过质量因子为85以上的压缩攻击后, 含密图像的视觉效果很好, 并且仍能正确提取秘密信息.     

利用Arnold对称性变换的图像信息隐藏算法

提出了一种利用Arnold对称性变换的图像信息隐藏算法.待隐藏的秘密信息以及公开的承载信息均为灰度级静止图像.首先使用图像置乱技术将秘图变换成无意义的图像,同时用一个数值控制置乱的次数,并在嵌入和提取时作为密钥.在此基础上,将密图嵌入到承载图像的DCT域系数中.该算法实现的隐藏图像透明性好,并具有较高的保密性和一定的稳健性.     

基于CL向量小波变换的图像信息隐藏方法

利用图像经过CL向量小波变换后,能量不但汇聚在最低分辨率的子图像上,而且还进一步汇聚在最低分辨率子图像的第一个分量上的特点,将调整后的机密图像嵌入到掩护的高频部分,再进行向量小波逆变换,得到包含机密图像的伪装图像.对伪装图像进行向量小波变换,提取出调整后的机密图像数据,施行逆调整,恢复出原始机密图像.图像恢复中所用到的所有数据来自伪装图像,不附加信息传输量.实验结果表明该方法生成的伪装图像具有较好的隐蔽性,有效地减小了传统方法生成的伪装图像与掩护图像的视觉差异;同时从伪装图像中恢复的机密图像保真度高,说明算法是可靠和实用的.     

基于预测差值的医学图像可逆信息隐藏

针对目前医学图像需要对图像中特殊区域进行划分以及在应用于医学图像时效果不稳定、嵌入容量小等问题,结合医学图像的特点,提出一种基于预测差值的可逆信息隐藏算法。首先采用中值边缘预测算法计算预测差值,再根据预测差值的分类进行信息嵌入和像素平移;在形成载密图像的过程中,为防止像素值溢出,对原始图像进行多次预嵌入来标记所有可能发生溢出的像素点位置,且标记过的像素点不再修改。实验结果表明,本文算法能在保证图像质量的同时获得较高的嵌入量。     

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.     

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。     

基于图像插值和参考矩阵的可逆信息隐藏算法

本文提出一种基于插值技术和参考矩阵的可逆信息隐藏算法。该算法首先用一种改进的线性插值方法对载体图像进行插值,生成一幅插值图像;然后对插值图像进行不重叠分块,分块大小为2×2,在每个分块中以左上角的像素值作为平面坐标点的横坐标,其他像素值作为纵坐标构造3个坐标点并将其映射到参考矩阵中;最后根据秘密信息的十进制值和参考矩阵中相应坐标点的值来修改纵坐标以实现信息隐藏。在提取秘密信息时,通过信息隐藏时相同方法构造每个分块的3个坐标点并映射到参考矩阵中获取相应坐标点处的值完成秘密信息的提取。由于信息隐藏过程仅修改插值像素,原始像素保持不变,因此可无损还原载体图像。大量实验结果表明,该算法具有较大的信息隐藏容量和较好的视觉效果。     

基于相邻像素相似性的可逆信息隐藏算法

在基于相邻两像素差值的无损数据隐藏算法的基础上,提出基于相邻像素相似性的可逆信息隐藏算法,并进行实例验证。该算法用希尔伯特曲线扫描载体图像得到载体图像一维序列,先从第一个像素开始将序列分成不相交的包含两个像素的连续组,选择组元素相等的组嵌入信息,其它组作一定的修改以避免数据的重叠,然后从修改后序列的第二个像素开始分组进行同样的操作。该算法隐藏容量大,具有较好的视觉效果。     

加密域的可分离四进制可逆信息隐藏算法

针对当前加密域可逆信息隐藏技术可分离性差,载体恢复存在较大失真的问题,提出了一种可分离的加密域可逆信息隐藏方案。在对偶LWE(learning with errors)公钥密码算法加密过程中对密文冗余进行再编码,通过对加密域冗余区间的重量化,可以在密文冗余中嵌入四进制数构成的秘密信息。嵌入信息后,使用隐写密钥可以有效提取隐藏信息,使用解密密钥可以无差错恢复出加密前数据,提取过程与解密过程可分离。理论推导论证了信息提取与嵌入后明文直接解密的可分离性与结果的正确性。仿真实验结果表明与现有算法相比,所提方案在实现加密域的可分离可逆信息隐藏的基础上充分保证了嵌入后的明文解密的可逆性,并有效提高了嵌入负载。方案的实现与原始载体种类无关,适用性较强。     

无损图像数据隐藏技术研究

本文提出了一种无损数据隐藏的方法。该方法均选择灰度图像作为数据隐藏的载体及要隐藏的数据,采用整数小波的提升变换及直方图峰值点移动方法完成数据的嵌入,用直方图调整技术来防止边界数据的溢出。实验结果表明本方法失真小,嵌入量大,易重构。在信息认证、篡改提示、国家安全等方面得到广泛的研究及应用。     

针对指纹模板的可逆信息隐藏编码方法

通过融合指纹、人脸、口令等用户身份信息来进行多模态认证可以提高身份认证系统的安全性.而利用信息隐藏技术,可以将几种身份信息嵌入到某一种生物模板中实现安全存储.本文介绍了一种以指纹模板为隐藏载体的多模态认证技术,该技术的关键问题是要保证嵌入信息后的指纹图片的质量,以确保匹配的精度.为此,提出了一种将二元信息稀疏化的数据嵌入编码方法,利用这种编码可以有效降低数据嵌入过程中对指纹图片的修改,从而改善载密图片的质量,以达到提高匹配精度的目的.该方法嵌入脆弱水印,用于指纹模板的完整性认证.     

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.     

基于频率选择扩容的JPEG图像可逆信息隐藏技术

JPEG图像的可逆信息隐藏技术已被广泛利用,为了提高JPEG图像在可逆信息隐藏过程中的嵌入容量和嵌入效率,文中提出了一种基于频率选择扩容的可逆信息隐藏技术.首先对原始图像进行量化,生成若干个离散余弦变换(DCT)块,将DCT块根据块内是否含有±3和±4值的交流系数值分成两种类型,以选择不同的嵌入位置进行嵌入,并根据频率...     

基于秘密共享的同态加密图像可逆信息隐藏算法

为了利用秘密共享在隐私保护中的独特优势,通过Shamir门限秘密共享的方法研究了加密域可逆信息隐藏。首先用Shamir秘密共享体制对图像加密,然后利用Shamir秘密共享体制的加法同态特性嵌入信息。仿真实验结果表明:本文算法比使用Paillier密码体制的同类算法有较低的时间复杂度;当持有足够的份额,就可以完成原始图像的可逆恢复,实现了在加密域可逆信息隐藏中的秘密共享;所提算法平均最大嵌入率为0.498 bpp (bit per pixel)。     

基于直方图平移的安全可逆信息隐藏算法

可逆信息隐藏技术可以在提取隐藏的秘密信息之后完全恢复原始的载体信息,具有重要的理论意义和广阔的应用前景。基于直方图平移的可逆信息隐藏技术需要额外传送一部分信息,会带来较大的通信负担和安全隐患。通过对载体图像进行分块,并引入密钥,提出了一种基于直方图平移的安全可逆信息隐藏算法,不需要单独传送任何额外信息就能实现秘密信息提取和原始载体的无损恢复。能够有效弥补传统算法的缺陷,降低通信负担,同时具有较高的安全性。理论分析和实验仿真表明该算法具有较好的实用性能。