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。     

一种基于差值直方图平移的多层可逆水印算法

提出一种基于差值直方图平移的多层可逆水印算法。首先划分图像块,每个图像块内产生两个差值;然后建立所有差值的直方图,使得产生的直方图陡峭,峰值点出现频率较大;最后利用矩阵编码的思想在每个图像块内至多修改一个像素的值,达到同时嵌入水印和平移直方图的目的。实验表明,该算法不仅可以实现可逆水印,而且水印不可见性较好,嵌入水印后图像的PSNR高于52.90 db,嵌入容量较高,算法复杂度较低。     

一种基于直方图平移的高性能可逆水印算法

近年来,基于直方图平移的可逆水印算法因其生成水印图像质量高而被广泛研究.目前大部分相关水印算法是非盲的,需要额外传送峰值/零点对等边信息.已有的相关盲水印算法由于采用固定的峰值/零点对而性能较差.本文提出一种面向差值域多层嵌入的高性能直方图平移盲可逆水印算法,有关同步机制可保证在每层嵌入时都选择最优的峰值点和零点.对于单层嵌入,提出两步嵌入法(Two-step embedding,TSE)同步机制,将边信息嵌入到第一步生成的水印像素最低有效位以实现盲提取;对多层嵌入,则进一步提出链式嵌入同步机制,并在最后层采用两步嵌入法以保证水印盲提取.仿真结果表明,本文算法不但可以实现盲提取的要求,而且在算法性能方面较同类算法有显著的提高.     

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。     

自适应的密文彩色图像可逆数据隐藏算法

为了提高直方图平移算法嵌入率和图像感知质量,提出一种自适应的密文彩色图像可逆数据隐藏算法。利用Logistics混沌置乱加密算法对彩色图像进行加密;对加密后的图像块根据设定的波动阈值自适应地分成平滑块和陡峭块;对平滑块进行高平面位比特替换,对陡峭块进行直方图平移和多比特位嵌入来提升嵌入率和图像质量。实验结果表明,该算法具有较高嵌入容量且感知质量较好,当嵌入率为1.142bpp时,峰值信噪比可达35dB以上,并且抵抗噪声、剪切攻击时鲁棒性较好。     

医学图像可逆数字水印防溢出处理研究

针对医学图像数字水印嵌入过程中出现的大量溢出现象,对文献中提及的几种常见防溢出算法--module-256、位置映射和直方图压缩方法进行了对比实验。实验结果给出了三种方法对可逆水印算法的容量和图像质量造成的影响,证明了直方图压缩方法的优越性。分析指出防溢出算法是医学图像可逆数字水印性能的关键,其算法选择取决于具体的可逆水印算法和医学载体图像的不同形态。     

基于差值域直方图平移的密文可逆水印算法

为了满足密文域水印可逆嵌入的需要,利用一种直方图平移与同态加密相结合的技术,提出了一种新颖的差值域直方图平移密文图像可逆水印算法.该算法可以在没有原始图像信息的情况下直接对密文域图像嵌入水印,即实现原始图像—加密—水印嵌入的过程,从而简化了传统算法中原始图像—加密—解密—水印嵌入—加密的冗余过程.仿真实验表明,该算法可以在图像失真度很低的情况下,有效提高嵌入容量,而且水印完全提取,图像无失真恢复.实验效果明显好于其他算法.     

基于LASSO的可逆图像水印算法

对于采用差值扩展-直方图平移的可逆水印算法,提高预测的准确度有利于减小预测误差,从而在同等嵌入失真时获得更大的嵌入容量。为了进一步提高图像像素预测的准确度,构造了一种基于LASSO （Least Absolute Shrinkage And Selection Operator）的局部预测算法。具体而言,根据图像存在边缘、纹理方向的特点,将图像像素预测问题表征为基于LASSO的优化问题;然后通过优化求解得到预测系数,进而得到预测误差;随后利用预测误差,结合差值扩展-直方图平移嵌入技术设计可逆图像水印算法。实验仿真结果表明,与当前预测性能较好的、基于最小二乘局部预测的可逆图像水印算法相比,所提算法在嵌入相同的数据时拥有更高的峰值信噪比（PSNR）。     

基于整数小波变换的数字图像可逆水印算法

针对现有基于频域的无损数字水印算法在实施可逆性和嵌入容量上的不足,提出一种基于整数小波变换的无损数字图像水印算法,用于图像的大容量可逆信息隐藏。首先对图像进行LeGall5/3整数小波变换,然后在高频子带中采用直方图平移方法嵌入水印。为了获取最大的嵌入容量和减少图像的失真,分别提出嵌入参数和停止参数选择方法。同时,为了防止溢出现象和减少附加信息,提出新的产生位置映射图方法。实验结果证明了该算法在水印图像的保真度和嵌入容量上面具有较好性能。另外,与相似算法的比较证明了该算法的优越性。该算法适合于数字图像载体中实施隐秘通信。     

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.     

Adaptive reversible watermarking with improved embedding capacity

Embedding capacity is one of the most important issues of the reversible watermarking. However, the theoretical maximum embedding capacity of most reversible watermarking algorithms is only 1.0 bits per pixel (bpp). To achieve a higher capacity, we have to modify the least significant bit (LSB) multiple times which definitely lowers the quality of the embedded image. To this end, this paper proposes a novel reversible watermarking algorithm by employing histogram shifting and adaptive embedding. Specifically, the amount of the embedded watermark is adaptively determined in terms of the context of each pixel. For pixels with small prediction error, we modify the second, third and even the fourth LSBs as well to embed more than one watermark bit. Consequently, the proposed method achieves the embedding capacity larger than 1.0 bpp in single-pass embedding as well as bringing relatively low embedding distortion. The superiority of the proposed method is experimental verified by comparing with other existing schemes.     

Reversible video watermarking through recursive histogram modification

In this study, a new reversible video watermarking method is developed. Unlike the existing reversible video watermarking algorithms that are based on motion compensated prediction or interpolation error expansion, motion compensated interpolation errors in the proposed method are watermarked in a totally different manner with the aid of recursive histogram modification algorithm developed recently for the purpose of reversible image watermarking. However,the recursive histogram modification can not be used directly for reversible video watermarking since the important problems of ensuring reversibility for each frame and distribution of total capacity among frames are encountered. In this study, novel ideas are proposed to solve the aforementioned two problems. The proposed method is tested on the video sequences commonly used in the literature. It is shown to give better performance than the existing reversible video watermarking algorithms in terms of capacity and distortion by means of computer simulations. Also, a numerical example is provided.     

基于PSNR小波域量化调制水印嵌入方法的参数定量估算

量化步长是量化调制方法中的重要参量,但是目前无法定量计算。针对这个问题,以抖动量化调制方法为研究对象,以小波变换系数为量化系数,提出了基于峰值信噪比(PSNR)的量化步长定量估算方法。首先根据量化误差的分布情况给出了基于量化步长的量化误差定量估算方法,然后根据小波变换的性质推导出了量化步长、水印序列长度与PSNR之间的定量关系式。实验结果显示,量化步长取值相同时实验测得的PSNR值和定量关系式计算出的PSNR值基本一致,验证了推导的定量关系式。     

基于中值预测的四轮嵌入可逆信息隐藏算法

传统基于预测误差直方图平移的可逆信息隐藏算法大多通过固定顺序来扫描原始图像,从而进行数据嵌入,这种方式没有考虑图像本身的纹理信息,导致无效移位像素点较多,伪装图像视觉质量较差。为解决该问题,提出一种基于中值预测的四轮嵌入可逆信息隐藏算法,以在提高嵌入容量的同时降低伪装图像的失真率。利用相邻像素之间具有较强相关性的特点,在较小的误差值处聚集大量像素点,以得到更陡峭的预测误差直方图并提高嵌入容量。对每个像素点定义复杂度,根据复杂度的高低对预测误差进行排序,优先在图像平滑区域嵌入数据,从而有效减少无效移位像素点个数,降低伪装图像的失真率。实验结果表明,该算法的最大嵌入率可以达到0.3 bpp,在0.1 bpp的嵌入率下峰值信噪比高达55.15 dB,与非对称直方图算法、误差直方图移位算法等相比,其具有较高的嵌入容量和较小的视觉失真率。     

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。     

基于二维直方图移位的图像认证算法

针对如何检测数字图像内容是否完整、有无篡改,提高认证图像质量的问题,提出了一种基于二维直方图移位的图像认证算法。首先,在棋盘格结构中利用两种预测差值计算方法构建原始图像的二维直方图,由预先设定的参数选择可嵌入信道,并确定可嵌入信道峰值点的位置,将可嵌入信道移位。然后结合直方图信息嵌入方法将认证信息嵌入到图像分块中。在篡改检测过程中采用分层篡改检测方法,有效提高篡改检测准确度。实验结果显示,该算法不仅可以抵抗噪声攻击,而且当参数设定为2和4时,认证图像的平均峰值信噪比(PSNR)分别为52.37 dB和50.33 dB,进一步提高了图像质量。实结果表明,所提算法安全性高,可实现可逆水印,并准确定位出篡改区域。     

Region based interpolation error expansion algorithm for reversible image watermarking

In this paper, we propose a new reversible image watermarking method based on interpolation-error expansion called region based interpolation error expansion (RBIEE). We improved Thodi's prediction error expansion (PEE) technique by using a novel interpolation algorithm which exploits interpixel correlation better. Furthermore, interpolation error histogram is divided into two regions. The parameters of each region are determined separately and iteratively to reach a given embedding capacity more precisely. However, adaptive embedding strategy is utilized to get better capacity-distortion performance. Advantage of the proposed method over the other state-of-the-art methods in terms of capacity and visual quality is demonstrated experimentally.