基于差值直方图平移的密文域可逆信息隐藏算法

目前的差值直方图平移算法多数存在嵌入容量偏低的缺点,因此,在信息隐藏算法的基础上,提出一种大容量的密文域可逆信息隐藏算法。利用单同态加密在加密域内直接对图像进行操作,将图像分成大小相同的块,每块图像的像素根据位置关系进行分组,通过对互不重叠的4个相邻像素作差建立分块差值直方图,再选取两侧边缘值作为嵌入位置以提高嵌入容量。实验结果表明,该算法在提高信息嵌入率的同时可保证直接解密后的图像具有较高的PSNR值,并且能够完全恢复载体图像。     

压缩差值后的双直方图平移可逆信息隐藏方法

基于直方图平移(Histogram Shifting, HS)的可逆信息隐藏(Reversible Data Hiding, RDH)是目前信息隐藏中最为普遍的技术,特别是对于结合了差值扩展和直方图平移的方法来说,可以实现较高的嵌入容量和较低的图像失真。文中提出了一种压缩差值后的双直方图平移的可逆信息隐藏方法。该算法通过综合压缩、差值及优化后的直方图平移这3种方法,改进了现有基于直方图平移方法嵌入容量不够大的缺陷,同时也给出了图像像素值在平移过程中产生溢出的处理方式。在接收端,不仅能够完整地提取数据,也能够进行无损的图像恢复。将所提方法与当前流行的4种方法进行了比较,所提方法在嵌入容量方面优于现有的基于直方图平移的算法,其嵌入容量与近年的4种方法相比提升了23%,11%,57%和93%。实验结果表明,所提方法的嵌入容量大幅增加,能够有效地实现大嵌入容量的可逆信息隐藏。     

基于邻域预测差值直方图平移的可逆信息隐藏

在基于直方图平移的可逆信息隐藏算法中,应用二叉树算法向接收方传送峰值像素和零值像素对,通过三角向后预测算子和错误能量估计可以提高负载和图像质量。但鉴于三角向后预测算子的预测准确度不高,提出一种基于邻域预测差值直方图平移的可逆信息隐藏算法。采用领域均值预测代替三角向后预测,并对错误能量估计和提取秘密信息算法进行相应的改进。实验结果表明,在常用的7张实验图像中,与双二叉树错误能量估计算法相比,该可逆信息隐藏算法的满负载量平均提高8.7%,在某些相同参数条件下负载提高达到300%,其预测更加准确、负载量更高,并且能有效提高破译难度。     

基于宿主图像差值矩阵的可逆信息隐藏算法

提出一种能无失真地从水印图像中提取出隐藏信息并无失真地恢复出原始图像的可逆图像信息隐藏算法。该算法利用图像相邻像素之间差异较小的特性,通过差值矩阵对原始图像进行预处理,修改差值矩阵并映射到宿主图像中实现信息隐藏。理论分析和仿真实验表明,该算法在保证良好不可见性的情况下,有效提高了信息嵌入容量。     

基于直方图平移的视频密文域大容量可逆信息隐藏

针对视频密文域可逆信息隐藏（RDH）嵌入容量不高的问题,提出一种基于直方图平移的视频密文域大容量可逆信息隐藏方案。首先,利用流密码算法对4×4亮度帧内预测模式和运动矢量差值（MVD）的符号位进行加密,形成视频密文域;其次,构造MVD的二维直方图,设计关于（0,0）对称的直方图平移算法;最后,在MVD密文域中进行直方图平移,实现可分离的视频密文域可逆信息隐藏。实验结果表明,与对比方案相比,所提方案的嵌入容量平均提升263.3%,加密视频的平均峰值信噪比（PSNR）最高不超过15.956 dB,含密的解密视频的平均PSNR均能达到30 dB以上。所提方案可以有效提升嵌入容量,适用于更多类型的视频序列。     

基于预测多对非对称直方图的可逆信息隐藏

非对称预测误差直方图算法能够生成较0值偏左与较0值偏右的2个非对称直方图,在嵌入过程中,2个直方图向相反方向移动,使得部分被修改过的像素能够还原为原始像素,即发生补偿还原反应。针对该特点,结合多对直方图平移算法,生成2对非对称直方图,通过2轮非对称直方图嵌入即共4层数据嵌入,提高被修改过的像素发生补偿还原的概率。此外,通过研究数据嵌入后与原始图像峰值点和像素值的变化范围,将所有图像块分类,优先选取可嵌入概率高的图像块,减少不必要的像素修改。与其他算法相比,所提算法利用非对称直方图算法的补偿还原反应,并结合图像本身像素值分布特点,减少像素的无效修改,较好地保证了载密图像的质量。     

基于非对称直方图平移的可逆信息隐藏算法

利用两个非对称直方图分别向相反方向平移嵌入信息,会产生像素值的补偿还原效应,提出了一种更好的像素值预测方法,生成两个更偏向0值右侧和左侧的非对称预测误差直方图,这样的两个直方图在进行第二层信息嵌入时,会出现更多的像素点恢复到原始图像像素值,减少图像扭曲失真,提高载密图像质量。与传统算法相比,减少了参与直方图修改的像素量,进一步保护了载密图像质量。     

利用差值扩展进行可逆数据隐藏的新算法

基于整数哈尔(Haar)小波变换,提出一种新的利用横向和纵向差值图像进行扩展嵌入的数据隐藏算法。传统的差值嵌入技术最大的缺点是在第二重嵌入开始之前图像的质量已经遭到破坏,原因是前一重嵌入用到了很大的差值。针对这个问题,该方法动态地把负载分配到两个正交方向上的图像进行嵌入。尽量使这两个方向上用于嵌入的差值属于同一个幅值范围。与其他算法相比,本算法在同等嵌入率下可取得更好的图像质量。     

基于不同扫描顺序差值的可逆信息隐藏算法

为实现敏感图像的大容量可逆信息隐藏,提出一种基于图像相邻像素差值的大容量无损隐藏算法。通过将图像分块,对每个分块按照不同的扫描顺序计算差值,对差值序列进行比较,选取最优扫描顺序生成的差值直方图。从差值直方图中选取2个最大峰值点,每个峰值点选取最近的多个零值点,在峰值像素点插入多位秘密信息,从而实现图像大容量的可逆信息隐藏。仿真结果表明,该算法能根据不同分块图像的像素分布动态选择最优扫描顺序,且利用双峰值多零点嵌入,在嵌入隐秘信息后的峰值信噪比相差不大的情况下,可大幅提高隐写容量。     

基于直方图修改的图像可逆信息隐藏算法

提出了一种基于直方图修改的可逆信息隐藏算法,并给出了算法的详细实现方案.该算法利用了图像直方图中的一组零点(或者是最小点)和最大值点,通过修改图像像素的灰度值来隐藏信息,利用直方图隐藏信息的一般算法是利用每一个最大点隐藏一位信息,而提出的算法是利用每一个最大点进行多位信息隐藏,其位数可以根据原图像和隐藏信息后的峰值信噪比进行自适应确定,实验结果表明,该方法不仅可以进行较大容量的信息隐藏,而且相对原始图像能够达到满意的峰值信噪比,具有良好的性能.     

基于直方图调整的二值图像无损数据隐藏

提出一种基于游程编码的直方图调整的二值图像无损数据隐藏新方法。选择长度不小于阈值T1的游程对序列,先进行去除长度为1的白游程操作,然后在长度为T的黑游程处嵌入数据。该方法可以适应文字、图表以及文字和图表的混合图像,也可以适应半色调和非半色调图像。实验表明,该方法在嵌入容量和视觉效果都优于已有的方法。     

结合层次结构和直方图平移的无损数据隐藏

针对现有基于差值直方图方法利用原始图像结构关系上的不足,提出了一种基于层次结构和差值直方图平移的无损数据隐藏方法RDH-HSDHS。RDH-HSDHS利用原始图像数据块中像素的差值形成直方图,充分利用图像中相邻像素间的相关性嵌入数据,为了进一步利用数据块中的参考像素进行数据嵌入,将参考像素组成新的图像进行下一层水印嵌入,直到当前层的嵌入容量小于解码所需的附加信息的长度或隐秘图像质量小于给定阈值。实验仿真结果表明,RDH-HSDHS能较好利用原始图像的全局和局部特性,在嵌入容量和隐秘图像质量之间达到较好的折中,在隐秘图像质量超过30 dB的同时,嵌入容量大于0.75 bit/pixel。另外,与相似方法的性能比较证明了提出方法的优势。该方法能有效应用于高质量需求的图像载体中进行信息隐藏。     

基于指纹图像特征的数据隐藏

提出一种基于指纹图像特征采用直方图对进行数据隐藏的方法,将其用于基于指纹识别和易碎数字水印的银行养老金发放系统。通过分析指纹图像的特征,发现指纹图像直方图在0和255像素有极大值,且和其相近值有极大的落差,采用直方图对方法先压缩0和255邻近值,再嵌入在0和255位置,实验获得较高的峰值信噪比和较高的嵌入量(>5000比特)。     

基于自适应MSB与差值预测的大容量密文域可逆信息隐藏算法

为提高密文域可逆信息隐藏（reversible data hiding in encrypted images,RDH-EI）的嵌入容量,提出了一种基于自适应MSB（most significant bit）与差值预测的RDH-EI方案。首先将图像进行分块,然后进行块级加密和置乱以抵抗对于加密图像的分析。在嵌入数据阶段,对于自适应MSB预测的方法进行改进,将没有嵌入数据的块,利用部分块内像素之间差值很小的特点采用自适应差值预测的方法嵌入数据,以块中左上角像素为目标像素,用于预测其他像素从而腾出更多的嵌入空间。实验结果表明,所提方法具有可逆性和可分离性,并且在自适应MSB预测方法的基础上进一步提高了嵌入容量,对于512×512大小的灰度图像,平均嵌入容量提高了大约7 445 bit。     

基于直方图平移可逆水印的性能估计

多层直方图平移可逆水印算法可以获得较高的嵌入容量。由于多层嵌入复杂度较高,在实际实施多层嵌入前,一般不可预知算法是否满足用户要求的嵌入容量和水印图像质量。提出一种快速性能估计方法,该方法无需实际嵌入操作,仅根据直方图信息就可以准确估计多层嵌入后水印容量及相应的水印图像质量。实验结果表明：该方法速度快、估计精度高,为实际使用直方图平移可逆水印算法提供了一种快速、有效的判决依据。     

基于整数小波直方图间隙的无损数据隐藏

在整数小波和直方图调整技术的基础上，提出了小波直方图间隙的方法。将数据嵌入到小波的高频子带系数中，符合人的视觉系统。通过迭代在小波系数直方图中不断形成间隙的方法，将数据嵌入到间隙中去，而直方图调整技术则解决了该方法的溢出问题。实验表明该方法在相同的视觉效果下比其他方法能获得更高的嵌入容量，在相同的嵌入容量时能维持更好的视觉效果。     

增强图像平滑度的可逆信息隐藏方案

随着互联网技术的发展和社交网络的普及,可逆信息隐藏技术因其具有无损恢复载体信息的特性而被广泛应用于医疗、军事等领域的隐蔽信息传输。传统的可逆信息隐藏方案大多聚焦于嵌入容量提升和载密图像失真率降低,并未过多关注人们对图像视觉细节的要求,难以抵抗隐藏信息检测方法。针对上述挑战,从增强图像视觉平滑度方面入手,提出了一种增强图像平滑度的可逆信息隐藏方案,在嵌入隐蔽信息的同时提升载密图像最终的视觉质量。具体来说,所提方案将目标图像分为参考区域与非参考区域,利用非参考区域的图像像素预测值与原始像素值的差值作为信息嵌入的判断依据,通过差值平移来嵌入信息;进而构造图像平滑机制,采用高斯滤波作为秘密信息嵌入时像素值修改的模板,对预测值进行滤波计算,将滤波差值无损地加入载体图像中,以达到图像平滑的效果;同时将参考区域的像素值作为边信息,用于实现信息提取方对原始载体图像和秘密信息的无损恢复和提取;并以高斯函数中的滤波系数作为预置秘密信息对嵌入信息进行加密处理以保证嵌入信息的机密性。大量经典图像数据集的测试与分析结果表明,所提方案处理过的载密图像视觉平滑度得到了显著增强,具有较低的失真率、较高的嵌入率和较高的嵌入提取效率。在典型环境下,其生成的载密图像与高斯滤波后的图像相似度可达0.996 3,且可获得37.346的峰值信噪比和0.328 9的嵌入容量。