基于PNG圖像和預(yù)測誤差的加密域可逆信息隱藏算法.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)上產(chǎn)生了大量的圖像資源。由于云存儲的便捷性，人們越來越喜歡將圖像上傳到云端保存。如果上傳的圖像沒有經(jīng)過技術(shù)保護(hù)，很容易泄露隱私信息，因此迫切需要研究和開發(fā)圖像信息安全技術(shù)。為了保證上傳圖像的內(nèi)容安全，人們開始使用圖像加密技術(shù)來保證內(nèi)容安全，從而使云端出現(xiàn)大量的加密圖像。因此，研究加密圖像上的可逆信息隱藏技術(shù)已成為信息安全領(lǐng)域的一項重要課題，可應(yīng)用在云存儲、醫(yī)療和軍事等領(lǐng)域，具有重要的理論價值和實際意

2、義。
　　本文研究加密圖像上的信息隱藏算法，對現(xiàn)有幾種典型算法進(jìn)行深入研究后，設(shè)計了兩種新的加密域可逆信息隱藏算法。論文具體工作如下:
　　(1)提出基于PNG圖像的加密域可逆信息隱藏算法
　　該算法根據(jù)PNG圖像的特點，將秘密信息分別嵌入到原始圖像和alpha通道，提高了嵌入容量和含密圖像的視覺質(zhì)量。具體而言，內(nèi)容擁有者先根據(jù)加密密鑰對原始圖像進(jìn)行加密操作，生成加密圖像。信息隱藏者生成一幅與加密圖像大小相等的alph

3、a通道，將加密圖像像素的最低有效位嵌入到對應(yīng)alpha通道的透明值的最低有效位。然后將秘密信息分段，每段含有8比特的信息，將每段秘密信息分為兩部分，前7個比特直接替換alpha通道的透明值的高7位，第8位嵌入到加密圖像像素的最低有效位。最后將含密的加密圖像和alpha通道合成一幅PNG圖像。接收者通過掌握的秘鑰數(shù)量，分別對圖像進(jìn)行信息提取和圖像恢復(fù)。理論分析和實驗結(jié)果表明，該算法具有較高的嵌入容量和較好的視覺質(zhì)量。
　　(2)提出

4、基于預(yù)測誤差的加密域可逆信息隱藏算法
　　該算法將稀疏編碼與預(yù)測誤差相結(jié)合，在提高含密圖像質(zhì)量的同時，確保數(shù)據(jù)提取的準(zhǔn)確性。該算法先將原始圖像構(gòu)造成平滑圖像，即，將原始圖像非重疊分塊，對圖像塊的像素進(jìn)行排序以生成平滑塊。對于每個平滑塊，進(jìn)一步對其重疊分塊，計算每個小塊的波動值，選取所有小塊中的最大波動值作為該平滑塊的波動值。當(dāng)平滑塊的波動值小于設(shè)定閾值時，表示該平滑塊將被用于嵌入信息，否則該平滑塊不嵌入信息。對于嵌入信息的平滑塊，

5、保存其像素的排序索引;對于不嵌入信息的平滑塊，將其恢復(fù)到排序前的狀態(tài)，并生成一個全0的索引作為標(biāo)記保存。構(gòu)造平滑圖像后，內(nèi)容擁有者對構(gòu)造的平滑圖像進(jìn)行加密操作，信息嵌入者先將秘密信息進(jìn)行稀疏編碼，然后根據(jù)生成的索引值對秘密信息進(jìn)行嵌入。當(dāng)圖像塊的索引值全為0時，該塊不嵌入信息，否則嵌入信息。對于嵌入信息的圖像塊，對其進(jìn)行重疊分塊，每個小塊只嵌入1比特信息，即，如果嵌入比特‘0’，不修改該小塊的像素，如果嵌入比特‘1’，則修改該小塊的中心