基于DCT系数大小关系的自适应JPEG隐写

JPEG图像是最流行的隐写载体之一,但隐写分析的最新进展表明,如何设计安全的JPEG隐写算法仍是一个困难的问题.本文提出了一种新的JPEG自适应隐写方法.自适应隐写难点在于设计失真函数合理反应修改量化DCT系数造成的嵌入失真.由于量化DCT系数绝对值的大小能够反应JPEG图像主要统计特性,本文根据DCT系数大小关系设计失真函数,结合STC（Syndrome Trellis Codes）编码,分别给出了使用nsF5修改方式的单层嵌入方法以及使用加减一修改方式的双层嵌入方法.实验表明,本文单层嵌入方法比nsF5安全性高,双层嵌入方法比nsF5以及Filler’s Method抵抗多种检测的能力更强.     

面向JPEG图像的隐写分析盲检测方法

隐写分析盲检测存在着检测模型的检测准确性和通用性难以兼顾的问题.本文提出一种用于隐写分析的快速支持向量分类算法FC-SS2LM(fast classification for small sphere with two large margins),通过构造最小超球体和双边最大间隔隐写分析模型,使检测模型既能准确构造分类边界又能考虑不同隐写样本的分布特点,达到了兼顾检测准确性和通用性的目的.在BOSSBase标准图像库上对提出的隐写分析盲检测模型进行验证,实验结果表明,该方法在一定程度上克服了传统隐写分析模型通用性差的缺点,同时提高了实际应用中训练数据样本不平衡情况下的检测准确率.即使在实际应用中训练集样本过大、支持向量较多的情况下,采用该方法计算也可以减小算法复杂度,提高泛化能力和分类速度.     

基于JPEG2000的压缩图像纹理信息重建

提出了基于JPEG2000的压缩图像纹理信息重建的一种方法．该方法在编码端用高斯模型来描述图像的统计纹理信息，并对这些纹理信息进行统计和编码，在解码端根据编码的信息重建图像的纹理．通过和非线性量化扩展补偿法的结果在客观指标和主观品质上的比较，说明本文提出的方法可以通过较小的比特开销（低于10％）重建丢失的纹理信息，从而获取压缩图像的品质在主观视觉效果上的提高．     

基于相邻系数关系对的偏序马尔可夫JPEG隐写分析模型

在偏序Markov的基础上,以相邻DCT系数间关系对为统计对象,提出一种新的JPEG偏序隐写分析模型.在模型的无环有向图中,将相邻系数关系对作为终点集合,而系数本身作为始点集合.与原偏序分析模型相比,此终点集合的统计空间对DCT系数关系的分布规律有更直接的描述,并且始点集缩小,每个始点对应的终点数增加,使特征的信息熵上升,有助于分类效果.本文综合了系数间相关性较强的两个方向的统计值,采用像素裁剪重压缩进行图像校准,把待测图像与校准图像的统计概率之差作为特征.对3种代表性的DCT域隐写方法F5、MB1和Steghide进行隐写分析测试,实验结果表明:改进后的特征比原模型特征更有效,针对这3种隐写算法的检测效果,本文特征优于现有的单一模型低维特征.     

基于互信息和特征融合的图像隐写分析

为了提高隐写分析的检测率和效率,本文提出了一种加权融合的联合图像专家小组JPEG(joint photographic experts group)图像通用隐写分析方法.该方法分别计算离散余弦变换DCT(discrete cosine transform)系数块内和块间的水平、垂直和zigzag三向差分数组,采用联合概率密度矩阵来挖掘信息嵌入对DCT系数间相关性的影响,生成块内和块间三向特征.利用特征与分类类别间的互信息对特征权值进行量化,加权融合得到最终的特征向量,并使用支持向量机进行分类.对3种安全性较高的JPEG隐写算法F5、Outguess和MB2,在不同嵌入率下进行隐写分析.实验结果表明,在不同嵌入率的情况下其检测率均高于88.4%,同时特征融合算法使该方案具有更高的检测效率.     

基于视觉模型与菱形编码的图像隐写算法

为提高图像空域隐写算法的视觉不可感知性, 通过结合视觉注意力机制和人眼对图像的灰度及边缘等敏感特性, 提出一种基于视觉模型的感兴趣区域菱形编码隐写算法. 在底层人眼感知判定的基础之上, 根据视觉注意模型划分嵌入等级, 并动态调整秘密信息的嵌入量. 实验结果表明, 与基于边缘自适应的像素对匹配算法相比, 本文提出的算法不仅有较高的视觉不可感知性, 而且能抵抗常用的空域隐写分析.     

基于最优脉冲和脉冲相关性的AMR自适应隐写算法

由于AMR(adaptive multimedia rate)语音在无线通信及移动互联网中的广泛应用,基于AMR压缩域的隐写算法已经逐渐出现.现有隐写算法具有明显的统计分布特性,因此其无法抵抗后继出现的多种隐写分析算法的检测.为了提高隐蔽性和统计安全性,本文提出了一种针对AMR固定码本(FCB,fixed codebook)的自适应隐写算法(简称为AFAS算法).基于AMR固定码本最优搜索原理和非零脉冲位置相关性,设计了嵌入代价函数和加性失真函数,并结合STC编码(syndrome-trellis codes)实现了AFAS算法.在12.2kb/s编码模式下,AFAS算法隐写后载密语音质量的PESQ(perceptual evaluation of speech quality)值较现有算法提高约8%;在抗隐写分析的能力方面,其平均检测错误率(TER)较现有隐写算法提高约10%.对比实验结果表明,AFAS算法较现有算法具有更好的听觉隐蔽性和统计安全性.     

基于菱形编码和修改量化表的DCT域图像隐写

为了提高离散余弦变换(DCT)域隐写的嵌入容量,提出一种基于菱形编码和修改量化表的DCT域图像隐写.首先将载体图像进行8×8的DCT变换后,对变换得到的DCT系数采用修改的8×8量化表进行量化,从而提高了嵌入容量和载密图像的视觉质量.同时通过改进的菱形编码将8进制的秘密信息嵌入到载体图像量化DCT系数的中频部分,从而进一步提高了嵌入容量.实验结果表明:该隐写算法不但与JPEG压缩标准兼容,而且有效地提高了嵌入容量.     

用自适应谐振网络进行图像纹理的分类与识别

分析了自适应谐振（ＡＲＴ２）神经网络模型的模式分类能力，并利用该网络来进行图像纹理的分类和识别，对６类自然景物的纹理图片分类和识别的结果验证了方法的有效性，对心脏超声图片的分类也取得一些初步成果．     

生成对抗网络在图像隐写中的应用

针对传统图像隐写方法面临的安全威胁日益严重的问题,按照基于载体修改、载体选择和载体合成的3类方法介绍生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)在图像隐写领域的研究进展,根据不同类型隐写方法的特点,分析当前基于GAN的图像隐写方法的基本思路,阐明GAN的作用、模型实现以及特点。最后总结了将GAN应用于图像隐写中的优势及发展趋势,为图像隐写方法的发展提供可借鉴的思路。     

基于结构性信息的纹理合成与图像修复

纹理合成与图像修复是计算机图形学中的一个研究热点,具有广泛的应用前景．提出了一种基于结构性信息的判断纹理块匹配误差的新方法：颜色-结构差异算法．该方法同时考虑了纹理块之间颜色误差和结构误差对纹理块的相似性的影响,弥补了单纯考虑颜色误差的不足,保证了图像间结构信息的连贯性,从而确保合成后的纹理及修复后的图像在视觉上的连贯性．     

基于多通道Gabor纹理特征的遥感图像检索

遥感图像数据量的急剧增加,给研究者们提出了有效检索和管理图像的难题.为了快速准确地检索海量遥感图像,提出一种基于五叉树分解的多通道Gabor纹理特征图像检索新方法.该方法用五叉树分解法层层分解图像,在利用多通道Gabor滤波器与图像做卷积得到滤波能量值基础上,提取各子图像24个滤波能量均值和均方差作为纹理特征,并计算查询图像和与其大小相当的数据库子图像的纹理特征相似性距离,从而获得与查询图像相似的数据库子图像.将该方法用于高分辨率卫星和航空图像数据库的检索,实验结果证明了方法的有效性.     

结合Hilbert填充曲线与游程长度的图像隐写算法

针对游程长度隐写算法存在嵌入容量小的问题, 提出基于Hilbert曲线扫描改进的游程长度隐写算法, 该算法能增加可用于嵌入秘密信息的游程数量, 也因此有效地增大了嵌入容量. 新算法利用比特流中游程长度的奇偶特性来嵌入秘密信息. 嵌入过程首先使用Hilbert扫描曲线对载体图像的像素进行置乱, 再将置乱的载体图像分解为8个位平面, 然后通过分析置乱后得到的各个位平面比特流分布来确定可用于嵌入信息的游程, 最后修改在可嵌入游程的比特流中0和1交界处至多1个值来嵌入1bit秘密信息. 结果表明, 基于Hilbert曲线扫描的游程长度隐写算法与已有基于游程长度隐写算法相比, 前者具有较大嵌入容量, 较好的视觉不可感知性.     

结合Hilbert曲线扫描与游程长度的图像隐写算法

针对游程长度隐写算法存在嵌入容量小的问题,提出基于Hilbert曲线扫描改进的游程长度隐写算法,该算法能增加可用于嵌入秘密信息的游程数量,也因此有效地增大了嵌入容量.新算法利用比特流中游程长度的奇偶特性来嵌入秘密信息.嵌入过程首先使用Hilbert扫描曲线对载体图像的像素进行置乱,再将置乱的载体图像分解为8个位平面,然后通过分析置乱后得到的各个位平面比特流分布来确定可用于嵌入信息的游程,最后修改在可嵌入游程的比特流中0和1交界处至多1个值来嵌入1 bit秘密信息.结果表明,基于Hilbert曲线扫描的游程长度隐写算法与已有基于游程长度隐写算法相比,前者具有较大嵌入容量,较好的视觉不可感知性.     

基于隐写算法的保密语音传输系统

提出了一种基于隐写算法的保密语音传输系统，首先采用G.729A编码算法对保密语音进行低码率压缩编码。然后通过改进LSB隐写算法将保密语音码流隐藏到公开音频中，并利用音频点播平台发布到网络上，最后通过客户端点播实现保密语音的提取和回放．测试数据结果表明：通过该改进算法，载体音频的感知质量得到了显著的提高，并且系统对于恶意攻击者具有更好的隐秘性．     

超声图像的LBP纹理特征提取

采用改进的均匀化LBP（局部二值模式）算子,将散点及小斑点的均匀化LBP码设置为其邻域均值,并通过各向异性扩散滤波抑制超声图像噪声,消除超声图像中斑点噪声和散点对纹理提取的影响,以实现对超声图像的LBP纹理特征的有效提取.实验结果表明,本文算法与传统均匀化LBP的算法相比,获得的纹理特征图像LBP码的占有比例有所提高,消除了LBP纹理图像中散点的影响,能较好地描述超声图像的纹理信息.     

基于熵的视频运动矢量隐写分析算法

利用运动矢量隐写对相邻运动矢量相似性的扰乱作用,提出一种基于信息熵的视频运动矢量隐分析算法.在视频帧的滑动窗口中选取运动矢量,并分别对水平分量H、垂直分量V、方向D以及长度L等4个系数进行熵值计算以描述相似度.通过移动帧内滑动窗口位置,计算各窗口内运动矢量的熵均值矩阵,构造了16维的运动矢量HVDL特征.为了评估本文HVDL特征的表现,将HVDL与AoSO对比,对不同时期4种嵌入算法的样本进行了隐写分析实验,实验结果表明HVDL对当前安全性更高的隐写算法的检测准确率比AoSO高,且特征运行速度更快.     

基于图像纹理分布的算法在子弹自动比对中的应用

基于笔者所在研究组自行研发的三维激光彩色扫描仪系统（3DLCS）的功能特性以及公安子弹痕迹检测实际应用的需求,提出了基于图像纹理分布的统计算法.该算法利用边缘检测、去除噪声、阈值分割,找到描述图像纹理分布的数组特征,再利用此特征进行弹头的最小绝对差（MAD）自动比对.与直接利用MAD算法进行子弹检测比较起来,SABGD标注了图像的纹理特征,更符合人眼匹配图像的机制.实验表明,SABGD在弹头检测过程中,可以减少比对的数据量,提高比对准确率,减轻比对人员工作量.     

基于主分量分析的针对QIM-JPEG2000隐写的分析方法

QIM-JPEG2000作为以JPEG2000图像为载体的最新隐写术,采取设置恒域的方式,保持了小波系数的直方图,很好地抵御了基于直方图攻击的隐写分析方法.针对这种隐写术,提出了一种基于JPEG2000图像小波系数主分量分析的隐写分析方法.该算法在JPEG2000图像三级小波系数上进行主分量变换,分析主分量的统计特征在信息隐写前后的变化,提取小波系数主分量的均值、方差、斜度、峰值和熵组成特征向量,利用支持向量机进行载体图像和载密图像的分类,从而检测出JPEG2000图像是否嵌入了秘密信息.实验表明了本方法的可行性.     

基于小波变换的真菌隐球酵母菌图像参数压缩

提出用小波Haar算法对真菌隐球酵母菌图像参数进行压缩.该方案首先按照行优先的原则,将每个酵母菌图像的特征参数由一维转换为二维;然后利用小波方法将二维参数进行压缩.实验利用机器学习工具WEKA,选取52个训练集图像以及26个新图像,采用"10舍1"及"10份10轮"交叉验证方法,建立多个预测模型.实验表明小波方案大大节约了运行时间,而在识别变异病原体形态的问题上,几乎与数据驱动特征参数选择方法同样有效.同时因为小波算法的可逆性,特征参数还可以恢复到初始特征参数集合.