减少相邻位平面间冗余度的加密图像可逆信息隐藏

目的 针对现有的加密域可逆信息隐藏算法在对位平面压缩时未能充分利用位平面间的相关性的问题,为了降低位平面的压缩率从而提高嵌入容量,提出一种减少相邻位平面间冗余度的加密域可逆信息隐藏算法。方法 算法将图像进行分块并将块的位置进行置乱,置乱并未改变位平面的块内像素的相关性,使得位平面的块同样利于压缩。将块置乱后的图像的高位平面与次高位进行异或操作后得到新的次高位平面,再用新的次高位异或比它低一位的位平面。依次对其余的低位平面进行同样的操作后得到新的低7个位平面,将它们与原始最高位相结合得到新的图像的8个位平面。使用BBE（binary-block embeding）算法对新的图像的位平面进行压缩为嵌入信息腾出空间。为了保证加密图像的安全性,对腾出空间后的图像进行异或加密。结果 对相邻位平面进行异或后使除了最高位平面外的低位平面更平滑,减少了不能使用BBE算法压缩的块及压缩的不好的块的个数,更有利于用BBE算法对图像进行压缩。提出的算法与现有的基于位平面压缩的算法相比得到了较高的嵌入率,对不同纹理的图像而言,嵌入的容量平均提高了0.4 bit/像素。结论 实验结果表明,提出的算法在保证安全性的同时可以腾出更多的空间来嵌入额外的信息,在实际生活中能根据需求灵活地嵌入信息。嵌入的信息能无损地提取,且图像能完全恢复。总的来说,提出的算法具有良好的性能。     

基于高阶位平面冗余的可逆信息隐藏方法

针对现有加密图像可逆信息隐藏(RDHEI)方法存在的隐藏容量低、解密标记图像质量差的问题,提出了一种新的基于高阶位平面冗余的RDHEI方法.首先,通过Logistic映射对原始图像进行分块加密,并保留块内像素高阶位平面的冗余;其次,依据块内高阶位和低阶位个数是否相同的规则将加密后的图像块分为可嵌入块和不可嵌入块,并在可...     

基于多目标优化的加密图像可逆信息隐藏

针对加密前预留空间（RRBE）嵌入算法需要进行一系列的预处理工作,以及加密后腾出空间（VRAE）嵌入算法嵌入空间较小的缺点,为了在提高嵌入率的同时缩减算法流程和减少工作量,提出一种基于多目标优化的加密图像可逆信息隐藏算法。该算法将RRBE与VRAE中两个具有代表性的算法在同一载体中结合使用,并以信息嵌入量、直接解密图像失真、提取错误率、计算复杂度等性能评价指标作为优化子目标,再利用功效系数法建立模型求解出两种算法应用比例的相对最优解。实验结果表明,所提算法不仅能够降低单独使用RRBE算法的计算复杂度,还能使图像处理用户够根据实际应用场景中不同的需求灵活地分配优化目标,同时也能获得较好的图像质量和令人满意的信息嵌入量。     

基于异或-置乱框架的图像可逆数据隐藏仿真

针对因图像加密、解密过程中图像还原度较差,数据嵌入率较低,导致图像传输过程中图像质量差,安全性低的问题,提出一种基于异或-置乱框架的图像可逆数据隐藏方法。分析相邻像素间位异或-置乱法,使用位异或和像素位置置乱方式对初始图像做加密处理,得到初始加密图像,根据隐藏密钥特征选取一部分像素,利用替换方法把选取像素嵌入隐藏数据中,使用加密密钥将隐藏数据提取出来,最后通过邻域预测方式对加密图像做解密处理,并根据像素波动性算出各邻域模块最高位是否发生改变,还原初始图像。仿真结果表明,采用所提方法得到的图像还原性较好,数据嵌入率较高,可以有效保护图像传输中的安全,并保证图像质量,具有一定的实践价值。     

同态公钥加密系统的图像可逆信息隐藏算法

同态加密技术在加密信息、对信息进行隐私保护的同时,还允许密文数据进行相应的算术运算(如云端可直接对同态加密后的企业经营数据进行统计分析),已成为云计算领域的一个研究热点.然而,由于云存在多种安全威胁,加密后信息的安全保护和完整性认证问题仍然突出.另外,信息在加密后丢失了很多特性,密文检索成为了云计算需要攻克的关键技术.为了实现对加密图像的有效管理及其安全保护,本文提出了一种基于同态加密系统的图像可逆信息隐藏算法.该算法首先在加密前根据密钥选择目标像素,并利用差分扩展DE(Difference Expansion)的方法将目标像素的各比特数据嵌入到其它像素中.然后,利用Paillier同态加密系统对图像进行加密得到密文图像.在加密域中,利用待嵌入信息组成伪像素,加密后替换目标像素,完成额外信息的嵌入.当拥有相应的密钥时,接收方可以分别在密文图像或明文图像中提取出已嵌入的信息.当图像解密后,通过提取出自嵌入目标像素的各比特数据来恢复原始图像.实验仿真结果表明,该算法能够在数据量保持不变的前提下完成同态加密域中额外信息的嵌入,信息嵌入快速高效,并可分别从加密域和明文域中提取出嵌入的信息.     

面向位平面的自嵌入式可逆数据隐藏方法

针对现有加密图像可逆数据隐藏方法中存在的嵌入率低、直接解密后失真率高的问题,提出了一种面向位平面的自嵌入式的加密图像可逆数据隐藏方法.在图像加密阶段,通过块置换、位平面置换及流加密的方法加密原始图像.在信息嵌入阶段,低位平面被划分成同一像素块和非同一像素块,进行块重排后,利用块内像素间的相关性进行信息嵌入,可以获得较大...     

基于位平面无损压缩的密文域可逆信息隐藏

针对密文域可逆信息隐藏算法中嵌入率不高,可逆性不强,鲁棒性差的问题,提出一种密文图像位平面无损压缩的可逆信息隐藏算法。首先介绍二进制数据位压缩编码方式,使用该方式将低位平面信息存储于压缩后的高位平面中。而后加密图像,采用比特替换的方式在低位平面嵌入秘密信息,最后按位重组图像。接收方提取秘密信息和恢复图像的操作相互独立。实验证明,该算法具有较高的嵌入率,可逆恢复的载体图像质量较好,能够有效抵抗一定程度的噪声及数据丢失攻击。     

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.     

图像加密域可分离可逆信息隐藏算法的系统设计与实现

改进了一种图像加密域可分离可逆信息隐藏的算法,设计并实现了一个图像加密域的可分离可逆信息隐藏软件系统。在此系统中,内容拥有者对未压缩的原始图像使用加密密钥进行加密。然后,信息隐藏者使用信息隐藏密钥把加密图像的最低位平面进行压缩,在压缩所得的空余空间里嵌入额外数据。最后得到包含嵌入信息的加密图像：拥有信息隐藏密钥的接收方,尽管不知道原始图片内容也可以提取出隐藏信息;拥有加密密钥的接收方可以获得原始图像的近似图,但是不能提取隐藏信息;如果同时拥有加密密钥和信息隐藏密钥,那么既可以提取出隐藏信息,也可以利用自然图像的空间相关性恢复出图像的相似图像。实例测试的结果表明,算法具有嵌入容量大、操作更灵活的优点。     

基于加法同态加密与多高位嵌入的加密域图像可逆信息隐藏

密文域图像可逆信息隐藏将图像加密和可逆信息隐藏相结合,可提升图像网络传输的安全性和信息传输效率。然而,对于密文图像可逆信息隐藏,常规的逐位流加密会破坏图像的空间相关性,影响预留嵌入空间。提出基于加法同态加密与多高位嵌入的加密域图像可逆信息隐藏方法,通过加密预留空间。将原始图像划分为无重叠的块,同一个块采用相同的密钥进行加法同态加密,尽可能地将原始图像子块内像素相关性转移到加密后图像对应的子块中。为了提升安全性,加密后的图像再逐块进行Arnold置乱。依据块内像素与预测值之间的差值,确定该块是否嵌入信息及嵌入容量。对于可嵌入的块,利用少量的像素低位保存预测差值以保证图像可逆,冗余的多高位则以位替换的方式嵌入秘密信息。针对多高位预测可能错误的问题,设计一个依据预测差值大小腾出高位的嵌入位置选择策略,使得越接近的像素值能预留越多的高位空间。在解密阶段,秘密信息能够无误地从子块内像素的多高位提取,图像内容也能根据嵌入的多高位的数量、预测值以及预测差值实现无损恢复。实验结果表明,所提方法对广泛使用的BOWS-2数据集的图像平均嵌入容量可达2.58 bit/pixel,优于其他的同类方法。     

基于位平面压缩的密文医学图像可逆信息隐藏算法

针对目前医学图像可逆信息隐藏算法嵌入容量小、需要对图像进行感兴趣区域（ROI）划分、接收方操作不灵活等缺点,结合医学图像特点,提出了一种基于位平面压缩的可分离式密文域信息隐藏算法。首先,将256级灰度医学图像分解成8个位平面,压缩高4个位平面,用峰值点像素值填充压缩后的空间,重构图像;然后,对重构的图像头部、中部、尾部分别加密;最后,在尾部根据嵌入密钥选取位置,通过直方图平移算法嵌入信息,接收方可根据密钥持有情况实现信息提取与图像恢复的可分离操作。实验结果表明,通过压缩图像预留空间来存放信息避免了辅助信息的传输,能有效提高嵌入容量,同时具有较高的安全性。     

Reversible data hiding in encrypted AMBTC images

Multimedia Tools and Applications - Signal processing in the encrypted domain has attracted a lot of attention due to the requirement for content security and privacy protection. Reversible data...     

基于密文医学图像的可逆信息隐藏算法

针对现有算法嵌入容量低以及应用于医学图像时效果不稳定的问题,提出一种基于斜线分组和梯度算子的密文医学图像的可逆信息隐藏算法。算法利用按位异或操作对医学图像加密,接着对密文图像分块,每块再斜线分为4组,根据待嵌入2比特信息翻转对应像素组的最低3位有效位（3LSBs）。接收端先解密图像,然后根据信息隐藏密钥和梯度算子恢复原始图像并提取信息。实验结果显示,算法能无损地恢复原始医学图像,准确地提取嵌入信息,在分块大小相同的情况下,有更好的嵌入容量,更高的PSNR值和更低的信息提取错误率。     

Reversible data hiding method using meaningful encrypted images

Encrypted image-based reversible data hiding methods have recently been introduced to conduct research on data encryption. In these methods, an image provider generates encrypted images that are supplied to a data sender. The data sender embeds secret data into the images in order to securely communicate with a data receiver. The data receiver can extract secret data and recover the cover image from the encrypted images. Past research has shown that attackers can easily become suspicious in such cases since all images are scrambled during communication. In this paper, we propose a reversible data hiding method that uses meaningful encrypted images. The proposed method is independent from image provider, data sender, and data receiver respectively by separating the images used and the secret data hidden from each other. In addition, the proposed method reduces distortion during image encryption, and features a data embedding scheme to conceal the existence of secret data from attackers. Experimental results show that the proposed method has high embedding capacity and yields satisfactory image quality with a meaningful image.     

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,...     

利用可变预测的密文域可逆信息隐藏

目的 随着云计算和云存储场景中用户隐私保护的需求日益增加,密文域图像可逆信息隐藏（reversible data hiding in encrytpted images,RDHEI）受到了广泛关注。然而大多数RDHEI算法以提升嵌入率和保障图像加密安全性为目的,复杂化图像的预处理操作。为此,提出一种基于可变预测和多MSB(most significant bit)替换的密文域图像可逆信息隐藏算法。方法 提出可变预测位平面翻转策略,用相邻像素值迭代预测当前像素值的多位最高有效位。若预测值比翻转值更接近目标像素值,则当前预测位平面可以用于信息隐藏,将其比特值修改为0。同时,用位置图自适应地标记可嵌入像素点。所生成的位置图具有稀疏特征,可以使用算术编码无损压缩。最后,对预留空间后的图像进行加密,通过多MSB替换的策略嵌入隐秘信息和压缩位置图。结果 经实验测试,本文算法在BOWS-2(break our watermarking system 2nd)数据集上平均嵌入率为2.953 bit/像素,并记录了1 000幅图像在预处理前后的每个位平面信息熵,其中最高位平面的信息熵比原始MSB下降了0...     

Reversible data hiding scheme in multiple encrypted images based on code division multiplexing

Multimedia Tools and Applications - Recently, a reversible data hiding (RDH) scheme based on code division multiplexing (CDM) has been reported, in which secret information and pseudo bits are...     

定长编码和哈夫曼编码的密文域可逆信息隐藏

目的密文域可逆信息隐藏是一种可以在加密图像中嵌入秘密信息、保证秘密信息可以无错提取以及明文图像可以无损恢复的技术,越来越受到研究者们的关注,并广泛应用于云服务器端的用户隐私保护。针对密文域可逆信息隐藏算法中嵌入率不高的问题,提出一种联合定长编码和哈夫曼编码的密文域可逆信息隐藏算法。方法使用定长编码与哈夫曼编码相结合的分组编码方式对原始明文图像高位平面进行压缩,通过重排列将空出空间排放在低位平面中,并使用流密码加密重排后的图像。然后将秘密信息嵌入密文图像低位平面的空出空间中。合法接收方可分离地实现秘密信息的无错提取以及原始明文图像的无损恢复。结果实验结果表明,所提算法的嵌入率在UCID(an uncompressed color image database)、BOSSBase(Break Our Steganographic System)和BOWS-2(Break Our Watermarking System 2nd)这3个数据集上达到2.123 4 bit/像素、2.410 7 bit/像素和2.380 3 bit/像素,分别比同类算法高出0.246 6 bit/像素、0.088...     

Reversible data hiding in encrypted images based on multi-level encryption and block histogram modification

Multimedia Tools and Applications - In recent years there has been significant interest in reversible data hiding, and also in particular, reversible data hiding in encrypted images (RDH-EI). This...