基于图像插值技术的可逆数据隐藏算法

针对现有基于插值技术可逆数据隐藏算法具有较高的隐藏容量,但隐秘图像质量不是很高问题的问题,提出一种新的大容量图像可逆数据隐藏算法。首先对输入图像进行插值处理生成载体图像,然后对载体图像进行重叠分块并计算分块中每一个非基准像素能隐藏的数据量,最后采用自适应的方法隐藏秘密数据。在Kodak图像集上的实验结果表明,本文算法能完整地提取隐藏的秘密数据和不会出现像素溢出现象;与相似的算法相比,该算法的秘密数据隐藏容量平均提升了约98%,隐秘图像质量平均提升了约6%。     

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。     

基于插值技术和多层折叠的可逆数据隐藏算法

现有的基于插值技术的可逆数据隐藏算法具有单层嵌入容量大等优点。然而,现有算法隐秘图像的视觉质量不是很好。针对此问题,提出了一种基于插值技术和多层折叠的可逆数据隐藏算法。该算法先对输入图像进行不重叠的2×2分块;然后对每个分块利用提出的图像插值算法生成大小为3×3的分块。为降低嵌入数据对插值像素的失真,先对待嵌入的秘密数据进行多层折叠编码;然后再嵌入到插值像素中。结果表明,提出的算法不会出现像素溢出;与最新相似的算法相比,在相同的嵌入容量条件下,该算法具有更好的视觉质量。此外,提出的算法能抵抗直方图和RS(regular singular)隐写分析。     

利用整数变换的高效图像可逆信息隐藏方法

针对Alattar算法运算复杂度过高的问题,提出一种基于整数变换的高效图像可逆信息隐藏方法.该方法在数据嵌入和提取过程中,只需要对各宿主向量进行一次整数变换,且所有向量通过整数变换后即可直接判定该向量是否可用于嵌入机密数据,降低了数据嵌入和提取过程中的运算复杂度.实验结果表明:该方法具有较大的数据嵌入容量,较好的隐蔽性和较低运算复杂度,在正确提取嵌入数据后可无失真恢复原图像.     

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。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。     

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。     

可逆式JPEG 数据隐藏

针对数字化图像文档因随着数字相机像素质量的提升而变大,使其在网络传输过程中耗费更多传输时间的问题,提出了一种结合JPEG (Joint Picture Experts Group)数据压缩的可逆式隐藏技术,运用该技术可缩短影像传输的时间并且在影像传输的同时可传达隐藏的秘密数据.实验结果证明,文中所提技术可成功实现具有压缩的可逆式数据隐藏.     

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)。     

一种同态密文域可逆隐藏方案

利用Paillier加密的加法同态性质,构造了一个密文域可逆隐写方案。图像拥有者对图像进行预处理,为嵌入消息预留空间,尔后用图像接收者的公钥对图像进行Paillier加密并发送给消息嵌入者;消息嵌入者在接收到密文图像后,利用密钥解密部分信息并将要潜入信息的密文与原图像的密文进行一个同态密文操作;接收者在接收到密文图像后,利用私钥对其进行解密,得到均衡化后的图像,若接收者拥有提取密钥,则可以利用提取算法对消息进行提取并恢复出原始图像。通过MATLAB实验验证了该方案的正确性和良好的嵌入率。     

一种基于分块的二值图像信息隐藏算法

提出了一种新颖的基于分块的二值图像信息隐藏算法，算法首先计算出原始图像中每个像素的可修改度，并通过置乱来均衡可修改像素在图像中的分布；将置乱后的二值图像分块，提取每块图像的特征值，组成二值的特征矩阵，对特征矩阵再进行分块，根据特征矩阵块进行信息嵌入，若要嵌入的信息与特征矩阵块中的某一特征值不相匹配时，则通过翻转与该特征值对应的图像块中最适合修改的一个像素来实现对此特征值的间接修改，实验结果表明，该隐藏算法信息嵌入量适中，隐藏信息的图像具有良好的视觉透明性，系统的安全性也较高。     

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.     

用于实现医学图像对比度增强的密文域可逆信息隐藏算法

针对现有密文域医学图像可逆信息隐藏算法存在解密图像视觉质量较低的问题,提出了一种基于差值直方图平移的密文域可逆信息隐藏算法。首先,发送方采用具有同态密文比较性质的加密算法对原始医学图像进行加密,从而保证医学图像的隐私内容不被泄露。然后,嵌入方利用同态性质对接收到的密文图像计算差值直方图,并通过平移差值直方图在密文图像中嵌入信息。为了获得较大的嵌入率,嵌入方可对密文图像进行多轮次信息嵌入。最后,接收方根据拥有的密钥种类对接收到的含有嵌入信息的密文图像进行信息提取、图像解密和图像恢复。实验结果表明,本文算法提升了解密医学图像的视觉质量,同时具有较高的嵌入率和安全性。     

基于双层像素值排序的可逆信息隐藏

基于像素值排序（pixel-value-ordering,PVO）的可逆隐藏方法借助像素块内的最值关系进行有效预测和可逆嵌入,具有显著优势。然而,现有基于PVO的方法大多在单一序列中进行预测和修改,导致每个像素块内参与生成直方图的像素数量相对固定。为了解决这一问题,提出了一种基于双层像素值排序的可逆信息隐藏方法,它在像素块中分层得到两个有序序列,并在两个序列之间进行跨序列预测,因此能够自适应地确定生成直方图的像素数量。同时,为双层嵌入所生成的直方图设计了不同的修改规则,以减少嵌入失真。实验结果表明,本方法具有较好的可逆嵌入性能。     

矩阵奇异值分解和Arnold置乱技术在图像隐藏中的应用

基于数字图像的奇异值分解和Arnold置换,提出了一种图像的隐藏方法．在该方法中,置乱用于数字图像隐藏的预处理和后处理,奇异值分解用于将一幅图像隐藏于另一幅图像中．根据提出的数字图像隐藏技术,探讨了在数字水印技术中的应用．实验结果显示,该方法实现方便,水印的提取不需要原图像,并能较好地保障数据的安全性。