基于差值直方图的简单高效可逆信息隐藏方法

提出一种基于图像相邻像素差值直方图的可逆信息隐藏方法,运用该方法同时提高了信息嵌入容量和嵌入信息后的图像质量。首先对原始图像进行分块、扫描并求取差值直方图,然后在分块图像的差值直方图中选取最高的两个峰值点并向两个方向移位来产生空缺用于信息嵌入。算法充分利用了自然图像的相邻相似特性,同时提高了基于直方图的信息隐藏方案的峰值点数目和峰值点高度,从而大大提高信息嵌入容量。此外,算法在信息嵌入前对待嵌入信息的预处理使得在嵌入同样容量的信息时,对载体图像的影响更小,具有更好的嵌入后图像质量。     

对水印信息篡改鲁棒的自嵌入水印算法

为提高自嵌入水印算法在任意篡改条件下的篡改恢复质量,提出一种对水印信息篡改鲁棒性的空域自嵌入水印算法,分析了算法中阈值选取的合理性和检测篡改的可靠性.该算法首先基于密钥将原始图像的最低位和1/4次低位置零,通过对图像内容的小波低频系数实施均匀标量量化生成低频特征图像,将低频特征图像置乱加密后生成的二值编码嵌入原始图像的置零位;认证时通过设定的阈值识别图像内容被恶意篡改的图像块,从而提高自嵌入水印算法对水印信息篡改和信道噪声的鲁棒性.理论分析和仿真结果表明,无论水印信息被随机篡改还是区域篡改,算法均能根据阈值区分不同篡改并选用不同的方法对其进行篡改恢复,有效地提高了自嵌入算法在部分水印信息篡改时的恢复质量.     

Prewitt边缘检测与钻石编码结合的隐写算法*

钻石编码的隐写方式是按照图像像素顺序进行秘密信息的嵌入。针对提高隐写图像安全性和图像质量两方面进行了研究,提出了一种根据图像特征分布隐写的方法即基于Prewitt边缘检测的钻石编码（DE）隐写算法。此方法首先将原始图像通过Prewitt边缘检测方法进行处理,将图像划分轮廓部位和非轮廓部位。然后,通过钻石编码将不同嵌入参数 的秘密信息分别嵌入到原始图像的轮廓部位和非轮廓部位,来提高图像的质量和安全性。实验结果表明,与其他方法相比,PrewittDE12、PrewittDE22算法在嵌入有效载荷和图像质量方面更加有效。以峰值信噪比(PSNR)衡量图像质量,PrewittDE12、PrewittDE22的PSNR值都在50dB以上。以SPAM最小平均决策误差分析, PrewittDE12、PrewittDE22的最小平均决策误差在总体上高于之前的隐写算法。     

基于无损水印的医学图像篡改检测和高质量恢复

目的 采用无损数字水印算法对医学图像进行篡改检测和恢复是一个重要的研究领域。针对现有方法在区域划分和块特征值选取上的不足,提出一种新的基于四叉树分解和线性加权插值技术的无损水印算法。方法 首先对原始的医学图像进行四叉树分解,得到非固定尺寸且具有高同质性的图像块;然后利用线性加权插值方法计算每个图像块的特征值作为水印信息,最后采用基于混沌的简单可逆整数变换进行水印嵌入。结果 在提取端当水印图像没有受到篡改时,原始的图像能被无损恢复;当受到篡改时,算法能精确定位篡改区域并能高质量恢复,采用本文算法恢复的图像质量较现有方法高出20 dB左右。另外,在水印图像遭到较大程度篡改时,本文算法的正检率和负检率均优于现有方法。结论 实验结果表明,本文算法相比现有方法具有更高的嵌入容量、篡改检测精确性、恢复图像质量。算法适用于医学图像的完整性认证和篡改检测中。     

块截断编码的图像自嵌入半脆弱水印算法

目的 数字图像自嵌入水印技术是解决图像篡改检测和恢复问题的主要技术手段之一,现有的自嵌入水印技术存在着认证粒度不高、嵌入水印后的图像失真较大,且无法抵抗滤波等操作。为提高图像自嵌入水印的认证粒度以及抵抗滤波等处理操作的能力,提出了一种基于块截断编码的图像自嵌入半脆弱水印算法。方法 水印生成与嵌入：首先,将图像进行块级别的二级划分,分别生成粒度为4×4和2×2的图像块;然后,利用块截断编码对每个4×4图像块进行压缩编码,生成2×2图像块的恢复水印,并对恢复水印进行哈希生成2×2图像块的认证水印;最后,将恢复水印和认证水印级联构成自嵌入水印,嵌入到映射块中。篡改认证与恢复：首先,将某个4×4图像块提取的水印与该块生成的水印比较,判别该图像块的2×2子块是否通过认证;最后,依据认证结果对2×2图像块实施恢复。结果 该算法产生的水印图像的峰值信噪比（peak signal-to-noise ratio,PSNR）均高于44 dB,在50%的篡改率下,恢复后的图像质量可达到32.7 dB。该算法生成水印并在图像上嵌入大约需要3.15 s,恢复图像大约需要3.6 s。结论 算法利用块截断编码,有效缩短了生成的水印长度,保证嵌入水印后图像的质量。此外,通过引入的可容忍修改阈值,使得水印能够对滤波等图像处理操作具有一定的鲁棒性,同时保证对图像的恶意篡改具有敏感性。最后通过与最近典型方法的对比实验,验证了算法在嵌入水印后图像质量、恢复图像质量等方面的优势。     

一种变容量的自嵌入图像易碎水印算法

为了减小图像自嵌入水印的长度,降低水印对载体图像质量的影响,同时为消除基于分块的图像认证算法中图像块之间的独立性,提出了一种变容量的自嵌入易碎水印算法:首先对图像进行2×2的分块,根据各分块灰度均值生成原始图像的均值图像;根据均值图像各像素之间的相关性进行游程编码;将编码信息作为水印嵌入在图像像素的最低两位中;篡改检测时首先使用字符串匹配的思想进行图像块和水印之间的匹配,对于未匹配成功的块,使用分组的方式进行再次匹配,以完成认证和恢复.该算法进行一次的水印嵌入,同时用于篡改检测与恢复,水印长度依赖于均值图像相邻像素之间的相关性,可有效缩短水印长度,减小对载体图像质量的影响.理论分析和实验仿真表明,算法在不可见性、篡改定位和恢复、抗拼贴攻击、漏检率等方面具有较好的效果.     

基于无损水印的医学图像篡改检测和高质量恢复算法

采用无损数字水印算法对医学图像进行篡改检测和恢复是一个重要的研究领域。针对现有方法在区域划分和块特征值选取上的不足,提出了一种新的基于四叉树分解和线性加权插值技术的无损水印算法。算法首先对原始的医学图像进行四叉树分解,得到非固定尺寸且具有高同质性的图像块;然后利用线性加权插值方法计算每个图像块的特征值作为水印信息,最后采用基于混沌的简单可逆整数变换进行水印嵌入。在提取端,当水印图像没有受到篡改时,原始的图像能被无损恢复;当受到篡改时,算法能精确定位篡改区域并能高质量恢复。实验结果表明,提出的算法相比现有方法具有更高的嵌入容量、篡改检测精确性和恢复图像质量。方法适用于医学图像的完整性认证和篡改检测中。     

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。     

以图像认证为目的的分形编码数字水印算法

以图像认证为目的,提出一种基于分形编码的脆弱性盲水印算法。该算法将认证水印嵌入分形变换域,又将分形编码参数作为水印嵌入到宿主图像中。算法能有效的检测图像是否被恶意篡改,并能定位篡改区域。通过提取嵌入在图像中的分形编码参数,还可以自动恢复被篡改区域。实验数据表明,算法可行有效,并且具有良好的篡改定位和恢复原图像的能力。     

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。     

基于统计特征的图像直方图均衡化检测方法

直方图均衡化作为图像对比度增强技术之一,在图像恶意篡改过程中经常被作为隐藏被篡改图像强度变化的手段.本文利用图像直方图和其累积分布函数曲线,提取直方图均衡化的痕迹特征,实现直方图均衡化篡改检测.本文提出的方法首先利用图像直方图累积分布函数的变化趋势自适应地选择提取特征的灰度范围,然后在该范围内分别提取累积分布函数与恒等...     

一种分块压缩感知观测值的图像篡改认证算法

文章针对压缩感知理论特点,提出一种新的算法。分块认证可将篡改定位到分块级别,具有较高的篡改定位准确度。算法首先将图像分成若干块,分块大小可以由篡改定位调整,然后对各个分块进行观测得到压缩的观测值。在观测域中将得到的观测值进行LDPC编码生成水印,并将水印嵌入到分块图像中。水印提取时同样对篡改后的图像进行随机投影,对提取的水印进行解码和比较,实现了图像的篡改检测与图像认证。根据实验研究证实,该算法对局部篡改的检测功能较强,算法实现简单且提取过程更加安全。     

Hierarchical recovery for tampered images based on watermark self-embedding

In this paper, we propose a new self-embedding watermarking scheme with hierarchical recovery capability. The binary bits in the adopted MSB layers are scrambled and individually interleaved with different extension ratios according to their importance to image visual quality. The interleaved data, which are regarded as reference bits for tampering recovery, are segmented into a series of groups corresponding to the divided non-overlapping blocks, and then embedded into the LSB layers of blocks together with authentication bits of tampering detection. Because the extension ratios of MSB-layer bits are based on the hierarchical mechanism, the efficiency of reference bits is increased, and higher MSB layers of tampered regions have greater probabilities to be recovered than lower MSB layers, which can improve the visual quality recovered results, especially for larger tampering rates. Experimental results demonstrate the effectiveness and superiority of the proposed scheme compared with some of state-of-the-art schemes.     

Approximate image message authentication codes

This paper introduces approximate image message authentication codes (IMACs) for soft image authentication. The proposed approximate IMAC survives small to moderate image compression and it is capable of detecting and locating tampering. Techniques such as block averaging and smoothing, parallel approximate message authentication code (AMAC) computation, and image histogram enhancement are used in the construction of the approximate IMAC. The performance of the approximate IMAC in three image modification scenarios, namely, JPEG compression, deliberate image tampering, and additive Gaussian noise, is studied and compared. Simulation results are presented     

抗JPEG压缩的新图像认证算法

给出了一种从长度为n=2m-1的二进制信息序列中提取m比特摘要的方法和一种新的图像预处理方法。在此基础上,设计了一种新的适用于多区域篡改的图像认证算法。在JPEG质量因子QF340的情况下,该算法不仅可以区分正常的JPEG压缩失真和恶意篡改,还可以实现多区域篡改检测和准确定位,且具有较高的篡改检测概率和较低的虚警概率。理论分析和仿真实验均证明了该算法的正确性和有效性。     

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。     

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。     

用于图像认证和窜改检测的稳健图像摘要*

本文提出了一种用于图像认证和篡改检测的稳健图像摘要。该算法利用Zernike矩的幅度和修正后的相位旋转不变性生成图像摘要（图像Hash）。图像Hash之间的相似性用汉明距离度量。仿真结果表明该方法对大部分内容不变的图像操作具有鲁棒性。不同图像对Hash之间的汉明距离远大于阈值,因此该方法可用于图像认证。同时该方法还可以检测图像篡改并可以定位图像篡改的位置。