基于二进小波图像边缘的新相位水印算法

该文提出一种小波域相位水印算法。利用二进小波变换刻画图像的边缘和纹理，直接在边缘的相位成分中嵌入数字水印，水印检测利用相关检测器。实验证明，水印具有不可见性，对通常的图像处理，如JPEG压缩、剪切、缩放、中值滤波等以及噪声干扰都具有很强的鲁棒性。另外，利用私钥选择嵌入尺度层，可以保证水印的安全性。     

基于汉语拼音的鲁棒性文本水印算法

针对文本水印算法存在的信息量少和鲁棒性不强的特点,提出了一种新的文本水印嵌入方法.该方法提取出整个文档的汉字拼音,利用拼音的特点将文档进行分层,在各个层中通过字符水平缩放来嵌入水印.在嵌入过程中提出了一种安全的嵌入方法,将有意义的水印信息放在文本之外.实验结果表明该算法的有效载荷以及鲁棒性都得以提高.     

基于BCH纠错码的数字水印算法

提出一种将BCH纠错码用于水印生成的数字水印算法。该算法利用了BCH纠错码的纠错特性增强了水印的鲁棒性;之后对水印的BCH纠错码进行交织,一方面可以利用交织提高纠正突发错误的能力,进一步提高水印的鲁棒性,另一方面可以利用预设的交织参数对水印进行加密。针对编码后数据量增大的问题,采用了可以嵌入较多数据的LSB算法嵌入水印。并利用图像的边缘检测信息选取水印嵌入的位置．既加强了LSB嵌入算法的鲁棒性,又使嵌入的水印不可见性更好。     

篇章层自然语言数字水印方法

通过引入扩展频谱技术对水印信息进行编码,提出一种篇章层的自然语言数字水印方法。抽取文本中所有命名实体构成一个向量空间,根据密钥选择一个子空间用于嵌入信息,通过指代消解技术修改子空间内命名实体的个数实现信息嵌入。通过比较最终提取的信息向量与原始水印信息所生成的向量判断是否嵌入了水印信息。实验结果表明该算法具有较好的鲁棒性,能抵抗一些常见的主动攻击。     

一种鲁棒的基于DWT域自适应量化步长的图像盲水印算法

提出了一种可用于版权认证的基于小波变换域自适应量化步长的图像盲水印算法.该算法首先在DWT（离散小波变换）的低频子带中选择感知重要系数作为水印的嵌入区间,然后选择一个同时可满足不可见性与鲁棒性要求的最小量化步长,对所选择的重要系数进行量化,再通过自适应增大量化步长,把二值水印信息交替地嵌入到不同的量化层上.作为这种算法的一个特例,就是用所选系数的低5位表示水印信息.在嵌入过程中,根据小波变换所具有的良好的空域局部化特性,采用了分块舍入技术,实现了水印信息的精确嵌入;在检测过程中,提出了一种新颖的差分检测方法,增强了系统的鲁棒性.实验结果证明,该算法具有嵌入信息量大,水印透明性好,对各种常见的图像处理操作、有损压缩、裁剪和几何变换抵抗性强等特点.     

基于尺度不变特征的脊波域量化水印算法

针对传统数字水印算法抵抗旋转、缩放等几何攻击能力较弱的问题,提出一种基于尺度不变特征的脊波域量化水印算法.利用尺度不变特征变换构造稳定的图像局部区域,对局部区域实施脊波变换,选择能量较大方向上的脊波细节系数,利用量化索引调制策略嵌入水印信息.仿真结果表明,该算法具有较好的检测性能,在抗压缩、叠加噪声、缩放、剪切等攻击方面具有较强的鲁棒性.     

一种基于小波域特征树量化的数字水印算法*

首先使用尺度交互式特征检测算法提取图像小波域逼近子图的特征点,然后构造相应的特征树,最后对特征树所有节点进行量化以嵌入二值水印信息。水印信息嵌入到图像的特征之中,对JPEG,JPEG 2000以及高斯白噪音等多种处理具有较强的鲁棒性。     

统计量移位的鲁棒无损图像信息隐藏

鲁棒无损信息隐藏在医学成像、法律取证、遥感等领域有广泛的应用。提出了一种鲁棒无损图像信息隐藏算法。在含密载体图像未受损情况下,正确提取秘密信息后可无损恢复原始载体图像;在含密载体图像受到一定程度JPEG2000压缩攻击后,秘密信息仍然可以被正确提取。首先将原始载体图像分块并计算每个图像块的统计量,再根据统计量绝对值的最大值选择合适的阈值对统计量进行移位,最后利用移位后的统计量来嵌入秘密信息。实验结果表明,该算法在图像视觉质量、嵌入容量和鲁棒性3个方面都具有很好的性能。与其他鲁棒无损嵌入方法相比,在图像视觉质量和鲁棒性大致相当的情况下,该算法的嵌入容量有了很大提高,表明该算法较其他算法具有明显的优势。     

矩阵三角分解在数字水印中的应用

将非奇异矩阵进行三角分解是一种将复杂矩阵变换为简单矩阵的方法,也是分析矩阵特性的方法。而数字图像也可以看作矩阵,根据图像的这一特点结合小波变换提出一种鲁棒性较好的水印算法。首先对图像进行离散小波分解,分解的尺度由水印信息量大小决定;然后计算分解后最高尺度的细节矩阵的方差,选择方差最大的一个进行预处理,若其是奇异矩阵,通过一个置换矩阵将其转换为非奇异矩阵,这里置换矩阵可以当作密钥;然后对其进行LU分解,得到两个具有良好分布特性的三角矩阵;最后将置乱后的水印信息嵌入到两个矩阵的非零像素值中。实验结果证明该算法简单易行,具有较好的鲁棒性和安全性。     

一种模板和图像特征相结合的数字水印算法

针对目前基于图像特征的数字水印对非等比例缩放攻击鲁棒性不足的现状,提出了一种模板和图像特征相结合的水印算法。该算法首先利用模板信息纠正非等比例缩放的攻击,再用Harris Laplacian检测算子从载体图像中提取出稳定的特征点,然后根据特征尺度自适应确定局部特征区域,并采用圆环量化的方法将水印信息嵌入到局部特征区域中。实验表明,新算法可以保证水印的不可见性,而且对常规信号处理和几何攻击尤其是非等比例缩放具有较好的鲁棒性。     

无损载体和鲁棒代价结合的JPEG图像鲁棒隐写

目的 传统隐写技术在实际社交网络信道上难以保护秘密信息的完整性。在社交网络中,图像往往经过有损压缩信道进行传输,从而导致隐蔽通信失效。为了保证经过压缩信道传输的载密图像鲁棒性,设计安全鲁棒的隐蔽通信技术具有实际应用价值。基于最小化图像信息损失,本文提出无损载体和鲁棒代价结合的JPEG图像鲁棒隐写。方法 首先,指出构造无损载体能有效维持隐写安全性和鲁棒性的平衡,对经过压缩信道前后的JPEG图像空域像素块进行差分,构造无损载体以确定鲁棒嵌入域;其次,通过对离散余弦变换（discrete cosine transform,DCT）系数进行“±1”操作,并计算空域信息在压缩传输前后的损失,设计衡量DCT系数抗压缩性能的鲁棒代价;同时,验证在低质量因子压缩信道下鲁棒代价更能区分DCT系数的鲁棒能力,最后,利用校验子格编码（syndrome-trellis code,STC）,结合无损载体和鲁棒代价对秘密信息进行嵌入。结果 实验在BossBase1.01图像库上进行对比实验,相比于传统JPEG隐写技术,构造无损载体作为嵌入域能有效地将信息平均提取错误率降低24.97%,图像的正确提取成功率提高了21.35%;在此基础上,鲁棒代价进一步将信息平均提取错误率降低1.05%,将图像的正确提取成功率提高16.12%,验证了本文方法显著提高了隐写抗压缩性能。与J-UNIWARD （JPEG universal wavelet relative distortion）、JCRISBE （JPEG compression resistant solution with BCH code）和AutoEncoder （autoencoder and adaptive BCH encoding）3种现有典型隐写方法相比,提出的方法信息平均提取错误率分别降低了95.78%、93.17%和87.38%,图像的正确提取成功率为另外3种隐写方法的86.69倍、30.74倍和4.13倍。图像视觉质量逼近传统隐写方法,并保持较好的抗检测性。结论 本文提出的抗低质量因子JPEG压缩鲁棒隐写方法,获得的中间图像在经过压缩信道后,具有较强的抗压缩性和抗检测性,并保持较高的图像质量。     

A steganographic method based upon JPEG and particle swarm optimization algorithm

In this paper, a novel steganographic method, based on JPEG and Particle Swarm Optimization algorithm (PSO), is proposed. In order to improve the quality of stego-images, an optimal substitution matrix for transforming the secret messages is first derived by means of the PSO algorithm. The standard JPEG quantization table is also modified to contain more secret messages. The transformed messages are then hidden in the DC-to-middle frequency components of the quantized DCT coefficients of the cover-image. Finally, a JPEG file with secret messages is generated through JPEG entropy coding. We compare our algorithm with Chang et al.’s JPEG-based steganographic algorithm. The experimental results show that our proposed method has larger message capacity and better image quality than Chang et al.’s. In addition, our method also has a high security level.     

Quantitative steganalysis of digital images: estimating the secret message length

The objective of steganalysis is to detect messages hidden in cover objects, such as digital images. In practice, the steganalyst is frequently interested in more than whether or not a secret message is present. The ultimate goal is to extract and decipher the secret message. However, in the absence of the knowledge of the stego technique and the stego and cipher keys, this task may be extremely time consuming or completely infeasible. Therefore, any additional information, such as the message length or its approximate placement in image features, could prove very valuable to the analyst. In this paper, we present general principles for developing steganalytic methods that can accurately estimate the number of changes to the cover image imposed during embedding. Using those principles, we show how to estimate the secret message length for the most common embedding archetypes, including the F5 and OutGuess algorithms for JPEG, EzStego algorithm with random straddling for palette images, and the classical LSB embedding with random straddling for uncompressed image formats. The paper concludes with an outline of ideas for future research such as estimating the steganographic capacity of embedding algorithms.     

Steganography via running short text messages

Steganography, or covert communication between two parties through public channels, has been received a lot of attention, since the mere existence of encrypted message might cause suspicion and could even provide useful information to eavesdroppers. In some cases, secret information needs to be covertly broadcast to receivers in multiple locations at the same time. In this paper, we propose a novel steganographic scheme, which covertly sends secret message to multiple receivers via a stream of running short text messages displayed on a media output screen, assuming appropriate optical character recognition (OCR) functionality at the decoder. We use Thai language short text messages as a case study. We analyze the characteristics of Thai short text messages and introduce some effective message-to-bit transformation methods. We find that one Thai short text message can be transformed into multiple secret bits. In principle, the proposed transformation methods can be applied to short text messages in any language. We use a provably secure construction that guarantees covertness, privacy, and authenticity of the secret data against active attacks. In an experimental evaluation, we show that four secret message bits can be embedded in each short text message. In addition, we find that the embedded bits can be retrieved correctly and easily by human observers without OCR functionality at the decoder. Thus, the scheme is practical and effective for covert communication from one sender to multiple receivers over public channels.     

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。     

基于数字调制的信息隐藏算法

将数字图像置乱技术中的幻方变换与数字通信中的数字调制技术相结合，提出一种新的文字信息隐藏算法。以二值文字图像为待隐藏的秘密信息，以静止图像为隐秘载体。算法针对二值文本图像，首先用幻方变换对其进行置乱预处理，并用一数值控制置乱次数，在提取时作为密匙；然后对作为隐秘载体的原始图像作分块离散余弦变换，根据每个分块灰度值的方差与秘密信息进行块匹配；根据秘密信息的值对原始图像的分块余弦值进行数字调制嵌入信息。实验表明该算法实现的隐藏图像透明性好，具有良好的抗剪切性。对不同的量化阶数下，对秘密信息的提取进行了实验比较。     

Inverted pattern approach to improve image quality of information hiding by LSB substitution

Capacity and invisibility are two targets of the methods for information hiding. Because these two targets contradict each other, to hide large messages into the cover image and remain invisible is an interesting challenge. The simple least-significant-bit (LSB) substitution approach, which embeds secret messages into the LSB of pixels in cover images, usually embeds huge secret messages. After a large message is embedded, the quality of the stego-image will be significantly degraded. In this paper, a new LSB-based method, called the inverted pattern (IP) LSB substitution approach, is proposed to improve the quality of the stego-image. Each section of secret images is determined to be inverted or not inverted before it is embedded. The decisions are recorded by an IP for the purpose of extracting data and the pattern can be seen as a secret key or an extra data to be re-embedded. The experimental results show that our proposed method runs fast and has better results than that of previous works.     

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。     

基于可容忍失真范围的数字图像隐写方法研究

以往的基于可容忍失真范围的隐写方案可以将隐写引起的失真控制在一定范围,但需要同时具备含密图像与原始图像才能提取秘密信息。提出了一种新的基于可容忍失真范围的隐写方案,该方案以一定质量因子的JPEG压缩作为可容忍失真,嵌入信息时仅在可容忍失真范围内改动原始图像,并具有含密图像的JPEG压缩版本与原始图像的JPEG压缩版本完全一致的特性,因此接收端不需原始图像,只要将含密图像与其JPEG压缩版本相减,便可提取出秘密信息,克服了原有此类方法需要原始图像才能提取秘密信息的缺点。实验结果表明,用该方案隐写所得到含密图像不仅在质量上优于其对应的JPEG压缩版本的质量,而且具有一定的抗分析安全性。     

选择排序的DCT系数对JPEG图像的可逆数据隐藏

JPEG图像压缩算法可以为使用者提供良好的压缩性能,改善图像文件重建质量,在图像和视频处理领域有着广泛的应用价值。 提出了一种可行且有效的对JPEG图像进行可逆信息隐藏的算法。在该算法中,JPEG图像中所有的8×8块中量化的DCT系数重新排列成新的矩阵,纵列为每个块的系数值,横列为同频率下的系数值。对相同频率下的系数进行模拟嵌入比特位,优先选择失真小的频率下的系数嵌入信息,直到嵌入完秘密比特流信息,同时在嵌入秘密信息时根据解码矩阵减少了无效的比特流扩展。实验结果表明,该算法在嵌入同等数量的比特流的情形下能够得到更好的JPEG图像视觉质量和更少的图像比特流扩展。