基于矩阵编码的空域信息隐藏算法

普通的LSB替换嵌入算法虽然易于实现,但安全性差.位平面复杂度分割算法是一种较LSB替换算法容量更大的算法,但因其固有的复杂度统计特性,也影响了其安全性.研究了一种基于空域的信息隐藏算法,这种算法引入了矩阵编码,以提高嵌入效率;将隐藏信息嵌入到低3位位平面中,以提高嵌入容量;只有像素值大于规定阈值的像素,才能选为可嵌像素,以防止隐写图像失真.实验结果表明,该算法是一种隐蔽性高,嵌入量大,简单易行的信息隐藏算法.     

一种基于RGB分量排序的索引替代信息隐藏算法*

提出了一种基于调色板图像的信息隐藏算法.该算法根据人眼视锥细胞对不同颜色分量的敏感度不同,通过对调色板颜色分量进行三次排序,得到最接近的像素颜色集及颜色孤立像素集,在像素颜色极为接近的集合中利用像素索引的最低有效位与嵌入比特位的一致性进行颜色替代来实现对信息的隐藏.分析了该算法的安全性及信息隐藏量.通过实验可看到在GIF图片中隐藏信息后人眼无法察觉,具有良好的隐蔽性.     

利用像素置换的自适应可逆信息隐藏

目的 像素置换作为一种可逆信息隐藏方式具有良好的抗灰度直方图隐写分析能力,但嵌入容量偏小一直是其缺陷。针对这一问题,提出了一种基于像素置换的自适应可逆信息隐藏算法。方法 首先,与传统2×2像素块结构相比构造了尺寸更小的像素对结构,使得载体图像可以被更稠密地分割,为嵌入容量的提升提供了基数条件。其次,提出适用于该新像素结构的可嵌像素对（EPP）筛选条件,避免嵌入过程引起图像质量大幅下降。之后,根据EPP的灰度趋势差异对其进行自适应预编码,提高Huffman编码压缩比,进一步提升算法嵌入容量。最终,通过像素置换嵌入信息。结果 与2×2像素块结构的非自适应图像隐写算法相比,在同样保证灰度直方图稳定性的情况下该算法的PSNR提高了32%左右,嵌入容量提高了95%以上。其中自适应性对嵌入容量提升的贡献极大。结论 本文算法同时具有抗灰度直方图隐写分析能力与高嵌入容量性的可逆信息隐藏。算法构造了更高效的可嵌单位,并且针对不同载体图像的特点对其可嵌区域进行差异化编码。实验结果表明,本文算法在具有更好的不可见性的同时,嵌入容量得到大幅提升。     

一种大嵌入容量的可逆数据隐藏方法

为了提高可逆数据隐藏容量, 定义了一种新的基于n维图像块向量的可逆整数变换算法, 整数变换后图像块所有像素最低两位有效位相同, 产生了较大的冗余信息, 可用来实现较大容量的可逆数据隐藏。将该方法与现有的一些方法进行了实验比较, 结果表明该方法在嵌入相同数据量时具有更好的隐蔽性, 并且还提高了最大数据嵌入量。该方法具有较好的隐蔽性和较大的数据嵌入容量, 嵌入数据和原宿主图像均能从隐藏图像无损恢复。     

基于全息原理的图像自适应信息隐藏技术

针对信息隐藏隐蔽性、鲁棒性和嵌入容量三个核心特征的矛盾问题,将全息原理应用于信息隐藏中,提出了一种基于全息原理的图像自适应信息隐藏技术.首先,利用灰色关联分析和回声状态网络算法确定信息的嵌入位置和容量,组成自适应嵌入机制,当嵌入容量达到饱和时,自适应嵌入机制会根据关联序主动调整嵌入位置,平衡了隐蔽性和嵌入容量间的关系;其次,利用离散四元数傅里叶变换及其逆变换结合自适应嵌入机制实现图像信息在载体中的嵌入与提取,缓解鲁棒性和隐蔽性之间矛盾;最后,通过实验验证了该技术起到了调和特征间矛盾的作用,以及与其他方法对比证明该技术优于对比方法并可提升信息隐藏的综合性能.结果表明:经对隐藏信息载体图像引入高斯噪声干扰和旋转、缩放等几何攻击,从视觉质量角度,验证该技术对高斯等噪声干扰不敏感,也未受旋转和缩放等几何攻击的影响,说明该技术在兼顾隐蔽性和嵌入容量的同时,也表现出良好的鲁棒性.     

基于位平面和HVS的信息隐藏算法

针对数字图像嵌入量增大的同时视觉隐蔽性明显降低的问题,提出了基于位平面和HVS（人类视觉系统）的信息隐藏算法。同时考虑图像的位置迁移和像素的灰度变换,先将秘密图像按位平面分层,按改进的Arnold变换算法置乱,再将得到的位平面与掩饰图像的最高有效位平面匹配,降低秘密序列所占空间,然后根据人眼视觉的掩蔽效应确定嵌入深度表,进行分层的信息嵌入。实验结果表明,算法在保证视觉效果的同时,可嵌入的信息量进一步提高,可嵌容量在28%以上,峰值信噪比大于45dB,同时具有较好的鲁棒性。     

基于边缘复杂度和插值法的隐写算法

为了在提高隐写容量的同时保持较好的不可感知性, 依据人眼对图像边缘区域变化不敏感的特性, 提出一种新的自适应隐藏算法。该方案完善了图像边缘复杂度的描述方法, 利用边缘检测理论计算出像素的嵌入强度, 然后通过改进的插值法, 根据嵌入强度, 对图像像素进行插值, 构造出插值点与基准点之间的冗余空间, 从而嵌入相应数据量的秘密信息。实验结果表明, 与传统算法相比, 该方法提高了隐写容量并具有较好的隐蔽性。     

嵌入率可调和低修改率的二值图像密写算法

为了提供大而可调的二值图像信息隐藏容量和保持载密二值图像良好的视觉质量,提出一种基于分块和矩阵编码的二值图像信息隐藏算法.将二值图像划分为互不相交的2×2的图像子块,随机选择黑白相间的边缘子块作为可嵌子块,应用(1,n,k)矩阵编码实现最多只改变n块可嵌子块中一块的1个像素即可嵌入k比特信息,以及修改像素的规则.选择不同的矩阵编码方案,可以得到不同的嵌入率和像素修改率.理论分析和实验结果表明,本文算法具有信息嵌入量大,效率高,修改率低,安全性好;其信息嵌入率选择具有高度弹性,可以根据实际要求选择在嵌入率和载密图像质量都很理想的密写方案.     

一种新的基于双伪随机数的图像隐写算法

为提高数字图像隐写中的隐藏信息容量,提出了一种基于双伪随机数的图像隐写算法.首先介绍了伪随机数生成和双像素嵌入信息原理,然后将随机产生的整数伪随机数看作一个辅助像素值,结合载体图像中的一个像素值将两位秘密信息同时嵌入到一个载体图像像素中,从而在像素改变较小的情况下提高隐藏容量.最后分析了算法的嵌入性能,并通过仿真实验证明,该方法在提高隐藏信息容量的同时,也具有很好的安全性能.     

基于四边边缘匹配的图像信息隐秘法

将人眼的视觉特性和图像信息隐藏技术结合,文章提出了基于HVS特性的信息隐秘方法,设计实现了一种基于四边边缘匹配的自适应信息隐秘算法,利用嵌入信息像素相邻的四个像素信息估计嵌入容量,依据载体图像局部的不同特性自适应地隐藏秘密信息.实验结果表明,这种方法比最低有效位算法嵌入容量大,而且不会产生易觉察的失真.此外,隐蔽图像中嵌入数据的提取与原始图像无关.同时,采用伪随机机制的图像遍历顺序,提高了信息的隐蔽性.     

基于视觉特性及低位替换优化的信息隐藏方法

提出了一种在图像载体中进行信息隐藏的新方法。该方法利用图像的视觉特性，通过硬c均值聚类分析进行秘密信息嵌入。通过对简单低位替换的优化调整，在图像的隐藏量和图像质量上都有很大的改进。另外，采用基于时空混沌映射置乱技术对载体图像进行置换及反向置换，对秘密信息提供了有效的安全防护手段。实验结果表明，该方法在改善图像质量及视觉隐蔽性上都取得了较好的结果。     

基于风格迁移纹理合成与识别的构造式信息隐藏

传统的信息隐藏算法大都通过修改载体达到隐藏秘密信息的目的,但不可避免地会在载体数据中留下修改痕迹,故常难以抵抗隐写分析技术的检测,为此无载体信息隐藏应运而生.无载体信息隐藏并非不使用载体,而是不对载体数据进行修改.为了提高无载体信息隐藏算法的隐藏容量和鲁棒性,提出了一种基于风格迁移纹理合成与识别的构造式信息隐藏算法.该算法首先选取不同类别的自然图像和纹理图像分别建立内容图像库和纹理风格图像库,并根据内容图像库中自然图像的类别构建二进制码的映射字典;其次为了接收方能够从含密图像中提取出秘密信息,需要构建带标签的纹理图像库,并将其作为训练集输入到卷积神经网络中,通过迭代训练获得纹理图像识别模型.在秘密信息隐藏时,根据秘密信息片段选择对应类别的自然图像,并按照一定的顺序组合成含密拼接图像,随后从纹理图像库中随机选择一张纹理图像,通过风格迁移的方法将含密拼接图像转换成含密纹理图像,从而完成秘密信息隐藏过程.在信息提取过程中,通过纹理图像识别模型可准确识别出含密纹理图像原本对应的图像类别,再对照映射字典即可提取出秘密信息.实验结果表明,所提算法生成的含密纹理图像具有良好的视觉效果,秘密信息隐藏容...     

使用四叉树分割进行自适应空域隐写

目的 针对自适应隐写术可有效避免对载体敏感区大量修改的关键问题,为间接提高安全性和增大隐写容量,在四叉树分割和自适应像素对匹配（APPM）的基础上提出一种自适应空域隐写术。方法 首先该方法以图像块的纹理复杂度作为一致性测度并且设置图像块大小为判别准则进行图像分割,根据四叉树分割结果中面积较小的图像块属于复杂区域,较大的属于平滑区域,按照图像块面积大小将图像分成由高复杂、中复杂、低复杂三大区域构成。其次嵌密方式采用APPM,根据密信容量和载体图像选择进制数B。最后,为了保证安全性和提高容量,优先选择高复杂区嵌入不低于B进制的密信,在中复杂区进行B进制的密信嵌入,在低复杂区选择不高于B进制的密信嵌入。结果 为了验证提出的方法,选8幅经典图作为实验,在嵌入率1.92 bit/pixel的情况下,与已有PVD系列算法和DE算法相比具有更高的PSNR值,PSNR值高达48 dB。此外与APPM算法比较,在嵌入率2.5 bit/pixel情况下,该算法的平均KL距离相比传统APPM算法减小了25.37%,平均一阶Markov安全指标值相比传统APPM算法减小了12.11%,对应的平均PSNR值相比传统APPM算法提高0.43%,在嵌入率1.5 bit/pixel情况下,该算法的平均KL距离相比传统APPM算法减小了37.84%,平均一阶Markov安全指标值相比传统APPM算法减小了26.61%,对应的平均PSNR值相比传统APPM算法提高1.56%。此外,从RSP图库中随机选1 000幅图作为数据集,在嵌入率0.5,0.6,0.7,0.8,0.9和1.0 bit/pixel条件下,结合SPAM特征和SVM分类器的最小平均错误率均高于LSB系列经典算法和APPM算法。结论 1）考虑了人类视觉系统对图像不同区域的敏感性不同,通过对图像进行四叉树分割预处理,优先选择非敏感区进行隐写,保证了一定的安全性要求,低嵌入率下抗SPAM检测和统计不可见性方面比较有优势。2）在四叉树分割中,对于隐写前后图像的四叉树分割结果不同的异常情况,采用一种图像块纹理复杂度调整方案,保证了密信正确完整提取。3）利用了APPM算法的大容量特性,可以隐写嵌入率大于1 bit/pixel的密信,比较适用于大容量的密信隐写,而且可以嵌入任意进制的密信,最大程度地减少嵌入失真,此外,进行了四叉树分割预处理,在安全性方面优于传统APPM算法。     

Curvelet transform and cover selection for secure steganography

In this paper, we present curvelet transform (CT) based image steganography that embeds scrambled secret image in appropriately selected cover image. Curvelet transform offers optimal nonadaptive sparse representation of objects with edges and possesses high directional sensitivity and anisotropy. Cover image is decomposed using curvelet transform and adaptive block based embedding is carried out only in non-uniform regions of high frequency curvelet coefficients. In addition, this work also demonstrates a new cover selection method to choose suitable cover from image database. Spatial information based image complexity is modelled using fuzzy logic to identify set of images that yields least detectable stego image. From this set of ranked images, best cover can be chosen for carrying secret information depending on amount of information to be embedded. Cover selection offers reduced risk of detectability and ensures security. It is evident from experimental results that proposed method outperforms conventional methods in terms of imperceptibility, robustness and security.     

结合随机映射和改进缝合线的纹理合成隐藏

传统修改式信息隐藏无法抵抗密写分析的检测,纹理构造式信息隐藏只能生成简单质地的纹理,不能对秘密信息进行有效掩盖,纹理拼接式信息隐藏,秘密信息与样本小块之间存在着固定的映射关系以及码块间的区别特征,会导致信息泄露,降低其安全性。针对以上问题,提出了一种结合随机映射和改进缝合线的纹理合成隐藏方法。首先将样本图像划分为样本小块并依据样本小块均值划分为不同类别,然后通过建立起秘密信息分段和样本小块类别间的随机映射关系来编码秘密信息并将其放置在空白图像的特定位置上,最后按改进缝合线纹理合成方法将放置小块与相邻小块进行纹理合成并生成含密纹理。实验结果表明,该方法可通过合成纹理来对秘密信息进行掩盖,秘密信息分段和编码样本小块不一一对应,该方法完全依赖于用户密钥且具备一定的抗攻击能力。     

基于BMP图像数据的信息隐藏方法

提出了一种通过增加BMP图像数据实现信息隐藏的方法.BMP图像的显示是根据文件头数据来确定图像数据的,与文件中图像数据以后的数据没有关系,将秘密信息嵌入到图像数据以后的字节中,只是增加了BMP文件的大小,并不影响图像的显示,从而实现信息隐藏.按照秘密信息的数据大小,从载密图像中读出秘密信息的字节数据,即可恢复秘密信息.该算法简单易行,载密图像和原图像在视觉上没有任何差别,具有较强的隐蔽性.仿真结果证明了算法的可行性和有效性.     

差异聚类和误差纹理合成的生成式信息隐藏

目的 搜索式无载体信息隐藏容量小、搜索量大,涉及大量载体密集传输;纹理构造式隐藏只能生成简单非自然纹理;纹理合成式隐藏存在固定映射以及编码、非编码小块的明显区别特征,且未考虑样本小块差异度和遭受攻击时的类别提取错误,抵抗攻击能力十分有限。针对以上问题,提出一种差异聚类和误差纹理合成的生成式信息隐藏。方法 在嵌入时,通过差异均值聚类获取编码样本小块,结合多重映射将代表秘密信息的编码样本小块随机放置在空白图像上,按最小误差优先拼接策略生成含密纹理。在提取时,通过密钥截取样本小块,寻找最接近编码样本小块,并结合秘密信息MD5（message-digest algorithm 5）值和随机坐标来恢复秘密信息。结果 所提方法与MD5值和密钥紧密绑定,密钥参数、MD5值以及样例图的改变都将导致秘密信息的提取误码率趋近于0.5。同现有方法相比,结合最小误差优先拼接策略,所提方法的像素累计差异更小,含密纹理视觉质量较好且对密钥极度敏感,以实验样本为例,当遭受质量因子为5070的JPEG压缩和5% 15%的椒盐噪声攻击时,秘密信息可完整提取。即使遭受25% 40%的椒盐噪声攻击,提取误码率低于7%。结论 所提方法避免了固定映射和编码、非编码小块的区别特征,含密掩体视觉质量较好且具有较强的抗攻击能力。     

一种时空混沌的图像密码

针对现有算法的一些不足,结合Arnold映射和耦合映射格（CML）设计了一种新的图像加密算法,将密文反馈机制引入算法的像素值加密过程中,使密钥流的生成不仅与密钥相关,而且与明文相关,可有效抵抗选择明文攻击和选择密文攻击;另外,由于加密过程将置换和替代（像素值加密）多轮使用,乘积密码的优点得以体现,这就使等效密钥分析很难奏效。最后通过实验验证了算法的安全性和有效性。     

全体变长编码映射的JPEG可逆信息隐藏

目的 JPEG(joint photographic experts group)作为一种广泛使用的图像格式,对其进行可逆信息隐藏有实际应用价值。大多数以JPEG图像为载体的可逆信息隐藏方案会导致图像质量降低和文件膨胀。由于在JPEG比特流中,并没有使用较多的变长编码(variable-length code, VLC),因此以未使用的VLC替换已使用的VLC可以实现秘密信息的无损嵌入,但这类方法的嵌入容量有限,且会导致文件膨胀。为了实现更大的嵌入容量并更好地控制文件膨胀,本文提出了新的全体VLC映射方案。方法 首先,重排序原始比特流中的行程长度/幅值大小(run/size value, RSV),获得去除编码冗余的载体;然后,引入中间VLC的概念,根据VLC频数分布,确定使文件膨胀大小相对于嵌入载荷最小的最优中间VLC映射模型;接着,通过计算模拟嵌入下的文件膨胀大小,确定构建最优中间VLC映射所需的嵌入VLC和中间VLC集合;最后,根据最优中间VLC映射关系修改定义哈夫曼表和JPEG比特流实现秘密信息的嵌入。结果 实验在USC-SIPI数据库上与基于DCT(discrete cosi...     

基于纹理复杂度和差分的抗盲检测图像隐写算法

通过分析纹理复杂度对图像隐写分析的影响,提出一种基于纹理复杂度和像素差分的隐写算法。首先,将图像划分为大小相同的分块,通过分块中起点位置的不同计算分块中不同小块的纹理复杂度,选择复杂度最高的图像小块;然后,计算小块的相邻像素差分值,并根据秘密消息的长度和不同方向上的差分值分布确定嵌入阈值,在大于该阈值的差分值中嵌入秘密消息。对多种嵌入算法在不同图像库上做通用盲检测实验,实验结果表明,该算法在抵抗小波高阶统计量分析等盲检测算法能力方面,优于LSB匹配、图像边缘自适应嵌入等隐写算法。