基于差值直方图平移的密文域可逆信息隐藏算法

目前的差值直方图平移算法多数存在嵌入容量偏低的缺点,因此,在信息隐藏算法的基础上,提出一种大容量的密文域可逆信息隐藏算法。利用单同态加密在加密域内直接对图像进行操作,将图像分成大小相同的块,每块图像的像素根据位置关系进行分组,通过对互不重叠的4个相邻像素作差建立分块差值直方图,再选取两侧边缘值作为嵌入位置以提高嵌入容量。实验结果表明,该算法在提高信息嵌入率的同时可保证直接解密后的图像具有较高的PSNR值,并且能够完全恢复载体图像。     

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。     

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。     

基于模函数与像素值差值的高质量双图像可逆信息隐藏

为解决在一些一对二的交流场景中使用信息隐藏技术来传递信息时对载密图像的视觉质量和载体图像的精确度的高要求问题. 在本文中提出了一种基于模函数和像素值差值(pixel value difference , PVD)的双图像可逆信息隐藏方案, 通过模函数和对数函数确定了PVD范围表, 从而确定在单位面积上的信息嵌入位数以及模函数的系数. 所提出的方案可以在信息嵌入位数不断增加的情况下仍然保持像素值的修改量与信息嵌入位数之比不大于0.5, 所以与目前一些基于PVD的方案相比在像素对差值越大的图像中越占有优势. 实验结果表明与现有的一些在载密图像质量方面优质的方案相比, 具有更高的PSNR和SSIM, 此外本方案在抗RS隐写分析和PDH隐写分析的静态攻击方面上具有良好的性能, 并且避免了大多数在基于像素值差值的信息隐藏方案中对溢出问题的解决方案复杂繁琐的情况.     

基于图像伪装与双向差值扩展的密文域可逆信息隐藏算法

数字图像在云环境下的安全性问题已成为信息安全领域的研究热点之一。为解决传统密文域可逆信息隐藏算法缺乏伪装性,容易受到恶意攻击与信息隐藏空间容量小的问题,提出了基于图像伪装加密与双向差值扩展的大容量密文域可逆信息隐藏算法。该算法首先利用矢量量化与离散小波变换两种技术对原始图像进行伪装加密,从而保证隐蔽性,使得图像在云环境中安全传递;其次采用基于双向差值扩展的信息隐藏技术对伪装加密图像进行秘密信息的嵌入,以实现高容量的信息隐藏。实验结果表明,所提算法不仅实现了图像伪装,而且最终得到的含密伪装图像与原始图像在视觉上无明显差别,峰值信噪比达到40 dB以上,对原始图像起到了很好的伪装效果;同时实现了高容量的秘密信息嵌入,图像平均嵌入率接近0.6 bpp,表现出了良好的实验性能。     

密文图像中的可逆信息隐藏算法

针对传统算法存在的加密和信息隐藏过程分离,嵌入容量小,操作不灵活的缺陷,提出了一种基于混沌和直方图平移的密文图像中的可逆信息隐藏算法。发送端先对图像加密,然后嵌入信息;接收端既可以先解密再提取信息,也可以先提取信息再解密。仿真实验结果表明该算法易于实现,并能有效提高信息嵌入的容量。     

利用差值扩展进行可逆数据隐藏的新算法

基于整数哈尔(Haar)小波变换,提出一种新的利用横向和纵向差值图像进行扩展嵌入的数据隐藏算法。传统的差值嵌入技术最大的缺点是在第二重嵌入开始之前图像的质量已经遭到破坏,原因是前一重嵌入用到了很大的差值。针对这个问题,该方法动态地把负载分配到两个正交方向上的图像进行嵌入。尽量使这两个方向上用于嵌入的差值属于同一个幅值范围。与其他算法相比,本算法在同等嵌入率下可取得更好的图像质量。     

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。     

NEQR量子图像下的差分扩展可逆数据隐藏算法

量子图像安全处理是一个新兴的研究领域,而量子图像数据隐藏是量子图像安全处理技术的一种,在不损害载体的情况下可用于保护量子图像的版权和认证量子图像是否完整。目前尚缺乏对量子图像可逆数据隐藏的详细技术研究。结合差值扩展技术,本文提出了一种量子图像可逆数据隐藏算法：1）选用NEQR量子图像表示法来表示图像;2）借鉴经典的差值扩展算法,在NEQR量子图像上对量子比特进行处理,可逆嵌入数据;3）设计了信息嵌入、信息提取和载体无损恢复的量子线路图,并进行了仿真。基于经典图像的实验结果表明,本文算法是可逆的,可用于将来对量子图像的认证和保护。     

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。     

基于图像块像素差的大容量无损信息隐藏算法

为使提取嵌入的秘密信息后能无损恢复原始载体图像,提出一种基于图像块相邻像素差的大容量无损信息隐藏算法。将原始载体图像进行分块,并按一定顺序扫描图像块得到一系列像素序列,通过计算每个序列中相邻像素的差值得到差值直方图,从中选择2个最大峰值点将秘密信息嵌入。实验结果表明,与其他无损嵌入算法相比,该算法在保证较好不可见性的情况下,信息嵌入容量较大,峰值信噪比较高。     

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.     

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.     

基于图像LSB的秘密信息隐藏技术

基于图像的信息隐藏技术有着广泛的应用,而最低有效位算法是其中有效的方法之一.本文首先对载体图像进行位平面分析,发现LSB位具有最好的隐藏效果;然后分别实现了三个以二值图像和文本文件作为秘密信息的信息隐藏和提取实验.实验结果表明：基于图像LSB的秘密信息隐藏不仅具有算法简单、透明性良好的特点,而且还具有隐藏信息容量大、无失真提取、对文本文件具有双重隐藏功能等优点.     

基于线性空间隐藏模型的可逆图像水印算法

提出一种基于线性空间隐藏模型的可逆图像水印算法.通 过对原始图像载体互不重叠的划分形成图像块序列,对其进行整数小波变换,获取待嵌水印子带.根据0/1水印序列和线性空间隐藏模型,将水印不可感知地嵌入到图像的小波域中,提高水印鲁棒性和不可见性. 只需判断奇偶性提取水印,并且通过简单逆向平移恢复原始.线性空间隐藏模型的提出实现了水印间相互独立,从而 使该算法能扩展到多著作权的无损水印领域.投票原则的使用又进一步提高水印的 鲁棒性和降低了误检率.在无外界干扰的条件下,拥有密 钥和其他秘密参数的用户能够无损恢复原始图像.仿真实验表明,与相关工作比较该算 法能应对一定程度的有损压缩和高斯噪声攻击,表现出 较高的鲁棒性、安全性和不可见性.     

一种基于LSB图像信息隐藏的改进算法

介绍并分析了传统的LSB信息隐藏算法原理,详细阐述了图像置乱技术的原理和一种传统的混沌图像置乱方法。在此基础上,提出了一种新的图像信息隐藏算法：基于图像向量索引奇偶性进行信息隐藏的算法。试验结果及分析结果表明,该算法实现简单,有很好的视觉掩蔽性和较高的信息隐藏容量,并提高了信息隐藏的安全性。     

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.