降低文件增长和失真的零系数JPEG图像可逆信息隐藏

零系数嵌入能有效提高基于直方图平移的JPEG图像可逆信息隐藏(RDH)的嵌入容量,但会产生较大的文件增长和视觉失真。在研究零系数嵌入频率选择和块选择策略的基础上,提出一种能有效降低文件增长和失真的零系数JPEG图像RDH算法。首先分析零系数嵌入对中间符号零游程长度的影响,得到在不同频率下零系数嵌入的模拟文件增量,并定义用于零系数嵌入频率选择的模拟单位文件增量;然后把用于块选择的块平滑度函数定义为两个恒定特征的加权和,分析讨论零系数嵌入的两个恒定特征选取、处理及其权重选取策略;最后设计一种能降低文件增长和失真的零系数JPEG图像RDH算法。实验结果表明:与非零嵌入算法相比,零系数的嵌入容量可增加8~17倍,算法的视觉质量平均可增加1.2~2.5 dB,尤其对于较小的质量因子;与现有零系数嵌入算法相比,算法的视觉质量平均增加1.8~2.3 dB,单位文件增量平均减少0.22~0.36。

适应性JPEG图像隐私保护方案

由于JPEG图像格式是一种高压缩率图像格式,JPEG图像中的隐私保护方案不仅需要保护隐私区域的内容,同时要控制文件的大小。另外,JPEG图像中包含隐私信息的区域,即感兴趣区域(ROI),往往只占整个图像的一部分。仅对ROI进行保护有助于控制文件的大小。基于此,提出了一种适应性JPEG图像隐私保护方案。利用人脸检测等方法从JPEG图像中提取隐私区域,使用基于块的适应性可逆修改算法对隐私区域进行保护,用可逆信息隐藏方法将复原所需的信息嵌入图像。上述隐私保护过程采用了可逆的算法,合法的被授权者可以完全恢复经过所提方案隐私保护后的区域。由于引入了可变的参数,可以选择合适的参数以适应不同的实际需求,并达到最优效果。对多个ROI重叠的复杂情形进行了讨论并提出了解决方案。在峰值信噪比(PSNR,peak signal-to-noise ratio)和文件膨胀率等指标下,通过实验探索了不同参数对方案性能的影响并找到了推荐的参数组合。实验结果表明,在合适的参数下,所提方案在隐私保护、文件膨胀率等方面中的表现优于已有方案。

基于JPEG图像的模块化可逆信息隐藏方法

当前的可逆信息隐藏方法为了寻求更好的嵌入性能,通常会基于给定的图像内容对修改模式和嵌入参数作出自适应的调整。然而,通过细化自适应程度或扩大解空间来寻找更优解时,会造成计算复杂度高、时间成本难以承受等问题。为此,提出了一种适用于JPEG图像的模块化可逆嵌入方法来提高自适应寻优的效率。通过比较不同情况下最优解的嵌入性能,对原有的解空间进行优化、筛选,从而生成一个适用于不同图像的通用修改模式集合。每一个修改模式被定义为在多直方图修改框架下的最优嵌入点集合。在嵌入时,为给定的图像内容自适应地从预设的解集中选定合适的修改模式。实验在USC-SIPI数据集上与五个具有代表性的方法进行了比较。相比于同类算法,所提算法可将峰值信噪比提升0.03~1.81 dB。对于文件大小扩展,所提算法的性能结果可比两个经典方法分别减少12.4%和5.1%。实验结果表明,相比于主流经典方法,该方法在含密图像质量和文件大小扩展方面有更好的性能表现,并能以较低的计算复杂度取得与最近的高效方法相近的自适应嵌入效果。

抗JPEG压缩的自适应图像隐写算法

现有的网络通信系统在传输图像时往往会对图像进行JPEG压缩以节约通信开销。然而,传统的图像隐写技术缺乏抗JPEG压缩的能力,系统对含密图像进行有损压缩后,容易导致秘密信息被破坏而无法被正确提取。因此,设计安全、鲁棒的图像隐写技术具有重要的实际应用价值。文中提出了一种抗JPEG压缩的自适应图像鲁棒隐写算法。首先,分析了JPEG压缩对载体图像造成的信息损失,确定了在JPEG压缩前后保持稳定的纹理特征作为秘密信息的鲁棒嵌入域。其次,以此为基础,提出了一种基于图像分块纹理特征自适应调整的秘密信息量化嵌入方法,将秘密信息嵌入到抗压缩变换能力较强的图像块纹理均值特征中。最后,利用错误反馈机制对生成的含密图像进行调整,直到秘密信息提取错误率达到期望值,最终生成抗JPEG压缩的鲁棒含密图像。在BossBase1.01图像库上进行对比实验,结果表明,文中提出的抗JPEG压缩鲁棒隐写方法在经过JPEG压缩后,具有较强的抗压缩性和抗检测性,并保持了较高的图像质量。相比传统最低位(least significant bit,LSB)隐写、基于Catalan变换的图像隐写(Catalan based Steganography,CBS)、基于神经网络的图像隐写FNNS(Fixed Neural NetworkSteganography)和基于自编码器的鲁棒图像隐写RoSteALS(Robust Steganography using Autoencoder Latent Space),所提算法有效地将JPEG压缩后含密图像信息提取的平均错误率分别降低了49.79%,49.73%,37.38%和38.85%,生成的含密图像视觉质量高于基于Catalan变换的图像隐写、FNNS隐写和RoSteALS隐写,并保持了较好的抗StegExpose隐写分析性能。

基于LSB的JPEG灰度图像可逆信息隐藏方法

使用修改量化表等常规JPEG图像可逆信息隐藏方法,难以对抗格式转换造成的秘密信息丢失,例如,当JPEG转为PNG格式后再转回JPEG时,许多常规JPEG图像可逆信息隐藏方法都会失效。因此,探索了一种针对DCT量化前区块像素的改写模式,并利用LSB的思路将秘密信息嵌入JPEG灰度图像中。为了保证图片大小在隐写后的增加量在可控范围内,采用了先压缩控制图片大小再嵌入秘密信息的方式,确保了秘密信息能够被完整提取。结果表明,当嵌入8×8区块中靠近低频区域时,针对[0,0]或[1,1]或[2,2]单个位置的改写,与针对([0,0],[1,1])或([0,0],[2,2])2个位置的改写。与原始原图相比,最终得到的载密图片PSNR值均在50以上,SSIM值均在0.99以上,说明嵌入后的载密图片与原始图片相似程度很高,肉眼难以辨别。

基于特征选择和图卷积表示的JPEG图像隐写者识别

针对JPEG图像隐写检测特征维度过高,导致用户间距离计算复杂且隐写者识别性能下降的问题,提出了一种基于特征选择和图卷积表示的JPEG图像隐写者识别方法。首先,提取每个用户图像集的隐写检测特征并度量特征的可分性,从中选取高可分的特征子集;接着,将用户表示为图结构,选取的高可分特征作为图中节点表示,通过训练图卷积神经网络来获得用户特征;最后,考虑类间可分性和类内聚集性,学习到能更大程度捕捉用户差异的表征,提高识别性能。基于常用的BOSSbase-1.01和BOWs图像库的大量实验结果表明,针对利用ns F5、UED、J-UNIWARD等多种主流JPEG隐写方法在图像上嵌入秘密信息的隐写者,所提方法在降低特征维度和计算开销的前提下,多种嵌入比率下的识别准确率均在80.4%以上,并且在低嵌入比率下识别准确率具有明显优势。

基于JPEG文件结构对数字图像真实性的分析

电子产品及数码设备的普及,使得电子多媒体成为现阶段最为广泛的媒体格式,数字压缩技术在将大容量图片等媒体压缩的前提下,也为声像电子数据司法鉴定提供了重要的科学判断依据;结合使用最为广泛的JPEG压缩技术的原理及框架,对图像的真实性加以鉴别,增强底层数据结构研究分析,以真实案件为例,从JPEG文件总体结构、DQT量化表、原图级别检测、压缩签名等各方面分析,最后辅以多种鉴别手段保证司法鉴定技术的有效、严谨。

基于非线性残差的JPEG图像隐写分析

当前JPEG图像隐写分析方法往往只使用线性滤波器生成残差图像,导致残差图像类型过于单一,影响隐写检测性能。鉴于此,提出了基于非线性残差的JPEG图像隐写分析方法。首先,从现有JPEG图像隐写分析方法已有的线性残差图像中选择合适的图像组,对其采用逐像素取小和取大运算,在没有明显增加计算复杂度的情况下,得到非线性残差图像。其次,根据JPEG相位,将非线性残差图像划分为子图像,提取子图像直方图特征。再次,充分考虑非线性运算的影响,设计合适的特征对称合并方法。最后,将合并后的直方图特征拼接形成最终的隐写分析特征。实验结果表明,线性和非线性残差图像相结合能够有效地增加残差图像和隐写分析特征的多样性,从而提升JPEG图像隐写检测性能。

基于最优DCT频段嵌入的JPEG图像可逆信息隐藏方法

JPEG(joint photographic experts group)图像不仅能够保证良好的画质,且所需存储空间较小,是目前互联网应用最广泛的图像格式。JPEG图像可逆信息隐藏(RDH,reversible data hiding)方法可以隐藏和提取秘密信息,并无损恢复原始图像,被广泛用于文件管理和图像认证,具有非常重要的意义。现有的大多数RDH方法在嵌入秘密信息后会明显增加载密图像的存储空间,对基于离散余弦变换(DCT,discretecosine transform)系数嵌入的方法来说,如何选择频段位置是影响JPEG图像可逆信息隐藏性能的关键问题。提出一种基于最优DCT频段嵌入的JPEG图像可逆信息隐藏方法。将熵解码后的JPEG图像分割成大小为8×8非重叠的DCT块,计算每个DCT块的平均纹理复杂度并进行升序排序,并将相邻DCT块中相同频段的交流系数(AC,alternating current)进行两两配对,在满足待嵌入信息容量的条件下,根据AC系数频段的失真代价函数求出最优AC系数频段位置集合。根据所设计的二维直方图映射策略嵌入秘密信息。实验结果表明,与现有方法相比,所提方法不仅降低了载密图像文件存储大小的扩展,且载密图像能够保持良好的视觉质量。

液晶显示器sRGB特性文件精度分析研究

当把一幅彩色图像的RGB值分别输入到不同的颜色设备上时,所输出彩色图像的Lab值将有很大的不同,使彩色图像失真。由于不同设备系统表征颜色的特性不同,所以同一组RGB数据在不同显示器上所呈现出的颜色不同,不同显示器所能表现的颜色范围也不同。

JPEG图像文件头取证

通过WinHex软件提取JPEG格式图像数据,对获取的数据进行解析,获取JPEG图像文件头的信息。从JPEG格式图像文件头中提取到图像的Exif信息,GPS信息,缩略图信息,量化表等数据。对从JPEG图像文件头得到的图像信息进行判断,可以确定JPEG格式图像是否经过图像处理软件处理。

基于块效应谱分析的JPEG图像旋转角度估计

图像旋转可以使图像伪造在几何角度上更加逼真,现有JPEG图像旋转角度估计算法的性能易受到块效应干扰和图像块尺寸大小影响,且对于旋转角度区间为[1°,15°]的估计仍然较为困难。文中提出了一种基于块效应谱分析的JPEG图像旋转角度估计算法:首先,使用变异蚁群算法提取图像的边缘并将其移除以突显块效应,并通过交叉差分进一步减轻图像纹理的影响;然后,通过设定合理的阈值和使用高斯高通滤波器移除傅里叶变换域的无关峰值,以减少干扰;最后,将傅里叶频谱的幅值分量投影到极坐标中,并将极坐标中峰值对应的极角作为旋转角度的估计值。实验结果表明,针对旋转角度位于[1°,15°]区间内的小尺寸JPEG图像检测,文中所提方法比现有方法具有更低的平均绝对误差。此外,当压缩质量因子逐渐下降时,文中所提算法的性能仍然优于现有方法,对JPEG压缩具有更好的鲁棒性。

基于隐写噪声深度提取的JPEG图像隐写分析

当前基于深度学习的隐写分析方法检测效果受限于其获取的隐写噪声的精确度。为了获取更加准确的隐写噪声,提高隐写分析的准确率,提出了一种基于隐写噪声深度提取的JPEG图像隐写分析方法。首先,设计了隐写噪声深度提取网络,通过有监督的学习方式使网络能够准确地提取载秘图像中包含的隐写噪声;而后,利用设计的模型评价指标选择最优的隐写噪声提取网络;最后,根据隐写噪声的特点设计分类网络,实现载秘图像的检测,并将分类网络与隐写噪声深度提取网络融合得到最终的检测网络。实验在两个大规模的公开数据集(BOSSBase和BOWS2)上进行,针对两种自适应JPEG图像隐写方法(J-UNIWARD和UED-JC)在多个不同嵌入率和图像质量因子条件下构建的载秘图像进行检测。实验结果表明,该方法的检测准确率较性能第二的方法分别提高了约2.22%和0.85%。文中方法通过提取更加准确的隐写噪声,减少了图像内容对隐写分析带来的影响,相比于典型的基于深度学习的JPEG图像隐写分析方法,取得了更好的检测效果。

JPEG图像文件格式分析及显示

JPEG(Joint Photographic Experts Groups)是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的静态图像的压缩编码标准.和相同图像质量的其它常用文件格式相比,JPEG是目前静态图像中压缩比是最高的,能将图像压缩到10%以下,且几乎不产生失真,因此JPEG图像文件是网络和BBS上最常用的图像文件之一.本文介绍JPEG图像文件格式,并实现对JPEG图像文件格式的显示.

基于DCT域JPEG图像压缩算法的研究与设计

随着图像技术的不断发展,JPEG已成为广泛应用的图像压缩标准。设计详细阐述了JPEG压缩编码的具体过程和方法,包括DCT变换、量化、编码、采用小波变换和DCT变换对压缩的图像进行去噪。实验结果表明设计对图像进行了成功压缩且通过SSIM算法可知压缩质量较高,有可行性且效果比较满意。

JPEG_LS图像无损压缩算法的FPGA实现

为满足海量图像数据在存储和传输过程中的高速无损要求,图像无损压缩算法JPEG_LS的FPGA实现成为人们研究的热点。针对现有的用C语言实现的图像无损压缩算法JPEG-LS进行优化,使其适合用硬件来实现。该算法由游程编码、常规编码和Golomb编码组成。针对该算法,提出了使用VerilogHDL硬件描述语言来进行RTL级设计,并在XilinxISE平台上实现了编码器。最后对多幅灰度图像进行了测试,测试结果表明其能够对灰度图像进行无损压缩,并提高了压缩速度。

新一代的静止图像压缩标准JPEG2000

JPEG2000是国际标准组织ISO/ITU -T为适应21世纪图像压缩应用而制定的新的静止图像压缩标准。目前 ,该标准的第一部分(PART1)已基本完成。本文介绍了这一即将完成的新标准的特点及应用场合 ,阐述了JPEG2000图像编码系统的实现过程 ,对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述。

电晕探测系统中JPEG截图文件系统的设计

针对检测及定位紫外电晕的问题,介绍了利用TMS320DM642高速DSP芯片设计的一种紫外电晕探测系统.该系统采用可见光和紫外光两台相机在同一视场采集图像,在LCD上实时显示两路信号经处理后的叠加图像,便于在观测电晕的同时确定电晕产生的部位.用户可将感兴趣的画面截获后压缩成JPEG图像存储到系统内部的FLASH中,并可以在LCD上浏览这些画面或通过USB接口将它们下载到PC机中.设计了一种用于存放截图的JPEG图像文件系统,给出了文件系统的原理框架,讨论了利用RF5参考框架实现JPEG编解码算法的方法,详细设计和实现了文件系统的存储空间组织、目录区结构和初始化、读写等基本操作.经测试,对分辨率为720×576的图像进行JPEG编、解码的平均时间分别为10.5 ms和9.6 ms;耗时较多的截图保存操作所需时间约为4～6 s;文件系统可以存放约70个图像.

JPEG2000图像压缩编码系统及其关键技术

介绍了JPEG2000标准的特点及应用场合，阐述了JPEG2000图像编码系统的实现过程，对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述。