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。     

基于细粒度嵌入空间预留的密文域图像可逆信息隐藏方法

针对云数据管理中的用户隐私保护需求,密文域图像可逆信息隐藏受到了学术界的广泛关注.基于加密前预留空间的数据嵌入框架将载体图像分割成由图像块组成的两个独立区域,使用传统的可逆信息隐藏技术腾出数据嵌入空间,可以取得较好的性能.为了更好地利用图像的空间相关性,提出了一种细粒度的可伸缩嵌入空间预留策略.该策略将图像块重新排列,...     

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。     

预测误差与中值扩展的可逆信息隐藏研究

可逆信息隐藏技术可为云服务、医学、司法等特殊场合的安全应用提供保证,该技术不仅能实现对机密的信息的隐藏,而且能完整地恢复出原始载体。本文针对图像的可逆信息隐藏技术,提出了预测误差与中值扩展的可逆信息隐藏算法。该算法通过Z字窗口预测误差,通过预测误差直方图的峰值点与中值点进行秘密信息嵌入。实验结果表明,该算法的性能评价指标隐藏容量大、透明性较好,鲁棒性强。     

基于像素预测和块标记的图像密文可逆信息隐藏

图像密文可逆信息隐藏是一种在加密图像上嵌入附加的信息,并能无损地提取信息和恢复原始图像的技术.由于该技术不仅能有效地实现信息传递,还能保障传输载体的安全性,所以随着云计算的发展和对隐私保护的需求的日益增长,近年来图像密文可逆信息隐藏逐渐得到广泛的关注.基于像素预测和分块标记的图像密文可逆信息隐藏算法,重点研究如何在保障安全性的同时,实现高嵌入容量和完全可逆性.在预处理阶段,采用中值预测的方法计算得到图像的预测误差.不同于之前的算法,该算法使用最高有效位表示预测误差的符号位,其余位平面表示数值位后得到预测误差位平面,并将预测误差位平面分块后自适应地标记.所得到的标记序列具有稀疏特征,可以使用算术编码有效压缩.在加密阶段,使用密钥生成伪随机矩阵,对原始图像的像素执行异或操作.在信息隐藏阶段,对于每种分块使用不同方法嵌入附加信息.最后根据相应密钥即可无损地提取信息并恢复原始图像.实验结果表明,提出算法的最终结果相较于此前的同类算法而言,在保证安全性和可逆性的同时,嵌入容量得到明显提升.     

多层嵌入的多光谱图像可逆信息隐藏算法

针对现有可逆信息隐藏算法嵌入容量偏低、不适合多光谱图像等问题,提出一种基于预测误差直方图移位和波段顺序重排的多层嵌入的多光谱图像可逆信息隐藏算法。对于每层嵌入,首先用提出的排序算法对波段进行重新排序,然后利用多光谱图像的空间相关性和谱间相关性对图像进行自适应联合预测,最后通过预测误差直方图移位技术嵌入秘密信息。Landsat卫星多光谱图像仿真结果表明,提出的算法和典型可逆信息隐藏算法相比具有更好的视觉质量和更大的隐藏容量。     

一种基于像素预测的图像可逆信息隐藏策略

基于像素点预测的可逆信息隐藏(Reversible Data Hiding,RDH)是当今一种低失真、高容量的信息隐藏策略,特别是对于差值扩展和直方图平移算法而言,准确预测可以同时提高数据容量和减小图像失真。文中提出了一种基于像素预测差的直方图平移方案。首先,采用Warped Distance算法来对像素值进行预测,并在此基础上利用图像的局部梯度来实现对像素值的更精确预测。综合上述两种策略,改进了现有的直方图平移算法,同时也给出了防止像素值在平移后溢出的建议。实验结果表明,相对于近年来的其他方案,该方案能够在保证图像质量的情况下有效提升数据嵌入量,并且通过调整数据嵌入层级,可以在具体使用该算法时针对图像质量和数据嵌入量进行权衡。这也进一步说明了利用图像的局部特性,特别是梯度与图像局部几何相似性,可以有效提升像素预测的精度,从而改善可逆信息隐藏的容量-失真性能。     

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。     

基于像素值排序的可逆信息隐藏算法

针对嵌入秘密后灰度图失真明显的问题,提出一种基于像素值排序（PVO）的可逆信息隐藏算法。首先,将像素分成灰、白两层,选择灰层的像素作为目标像素,对目标像素十字交叉位置上的4个白色像素进行排序;然后根据排序结果计算两端两个像素的均值和中间两个像素的均值,利用可逆约束实现像素的动态预测;最后,根据预测结果构造预测误差直方图（PEH）,使用环形复杂度实现秘密数据的自适应嵌入,并用同样的方法处理白色层像素。利用USC-SIPI标准图像库中6幅图像进行仿真实验,当嵌入容量（EC）为10000 b,平均峰值信噪比（PSNR）为61.89 dB时,该算法能有效减小携密图像的失真。     

谱段交织预测的多光谱图像可逆信息隐藏算法

针对现有可逆信息隐藏算法嵌入容量不高并且不适合多光谱图像的问题,提出一种基于谱段交织预测的多光谱图像可逆信息隐藏算法.利用含秘图像像素值与原始图像像素值相差不大于1的特点,结合含秘谱段对多光谱图像进行多波段预测,通过预测误差直方图移位技术嵌入秘密信息.Landsat卫星和Terra卫星多光谱图像仿真结果表明,提出的算法和典型可逆信息隐藏算法相比具有更好的视觉质量和隐藏容量.     

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。     

一种大容量的可逆RGB图像信息隐藏算法

该文介绍并分析了RGB图像的直方图特性,详细阐述了直方图的峰值点和零值点的特点和直方图平移对图像的影响。在此基础上,根据视觉特性的特点,提出了一种新的RGB图像信息隐藏算法：一种大容量的可逆RGB图像信息隐藏算法。该算法基于直方图平移和视觉特性,能解决当前基于直方图平移算法的低隐藏容量难点。实验结果及分析表明,该算法易于实现,有很好的隐蔽性并对隐藏容量有较大提高。     

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。     

基于小波域扩谱的无损数据隐藏

该文提出一种基于小波域扩谱的无损数据隐藏方法。该方法根据扩谱原理把数据嵌入到图象整数小波变换后的高频子带系数中;通过嵌入伪信息的方式,解决了在提取信息时无法判断在哪些系数上嵌入了水印信息的问题;另外,为防止小波反变换时图象灰度溢出问题,使用了直方图调整技术。实验结果表明,该方法能嵌入大容量的数据信息,同时保持很好的视觉效果,在图象认证及伪装通讯等领域具有广泛用途。     

基于完整上下文预测的可逆数据隐藏

提出一种非线性、自适应、基于完整上下文的梯度调整预测算子FCGAP。FCGAP适用于图像可逆数据隐藏算法。在FCGAP中,目标像素的预测值等于4邻域像素值的加权平均,加权系数由与目标像素最近距离的12近邻确定。采用FCGAP,提出一种高容量低失真的可逆数据隐藏算法。实验结果表明,FCGAP能充分利用上下文信息,提高像素预测精度,基于FCGAP提出的可逆数据隐藏算法相比已有可逆数据隐藏算法具有更好的容量-失真性能。     

基于预测误差修改的医学图像数据隐藏方法

针对医学图像可逆数据隐藏高保真、高容量、高频繁地插入和可逆性等特点,提出了一种基于预测误差修改的可逆数据隐藏算法,不需要对图像进行分块处理,利用加权线性预测得到预测图像,在预测误差直方图中采用4峰值点进行隐秘数据嵌入,较好地解决了医学图像中出现得较多的溢出问题,并在保证图像质量的同时增加了嵌入容量。理论分析和实验结果证明了算法的优越性。     

Quadruple Difference Expansion-Based Reversible Data Hiding Method for Digital Images

ABSTRACT

Lossless data hiding is a special type of data hiding technique that guarantees not only the secret data but also the ability of cover media to be reconstructed without any distortion. A latest lossless data hiding technique is proposed by Hong Lin Jin's that is based on hiding only one data bit in the spatial domain in gray-level image. However, this method uses double difference expansion to embed bits which results in a small embedding capacity. For this purpose, we propose an improved algorithm with the potential of increasing the payload capacity and maintaining good image quality. The proposed improved algorithm is characterized by two aspects. First, the proposed improved reversible data hiding scheme is enhanced to exhibit data hiding in color palette images. Second, the embedding level is improved by using quadruple difference expansion to guarantee the embedding of 2-bit data into color images. Experiments of the proposed improved method have been conducted over several well-known test images. The results show that the proposed improved method significantly improves the embedding capacity over Hong Lin Jin's scheme by the range of 15–35% for grayscale images and 20–46% for color images while still maintaining the quality of the stego-images.     

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。     

异或-置乱框架下邻域预测加密域可逆信息隐藏

为提高加密图像的安全性和解密图像质量,提出一种异或-置乱框架下邻域预测加密域可逆信息隐藏算法.异或-置乱加密能同时保护原始像素的统计信息和位置信息,减小图像内容泄露的风险.基于密钥伪随机选择加密像素并替换选择像素的最高有效位实现秘密信息的隐藏.图像解密阶段,采用邻域预测推断可能的携密像素并对其像素值进行修正以提高解密图像的质量.图像恢复阶段,利用5个邻域模板计算携密像素的波动性以推断携密像素的最高有效位是否被改变.分析讨论了阈值选取和预测的准确性,对比分析了异或-置乱加密与异或加密生成的加密图像的内容安全性.实验结果表明：所提的邻域预测方法能正确预测出96%以上的携密像素.与现有同类算法相比,所提算法不仅提高了加密图像内容的安全性,而且相同嵌入容量下解密图像的质量高出同类算法5~23dB.