基于二维有偏距离插值的双层嵌入可逆信息隐藏算法

针对目前可逆信息隐藏技术存在载密图像嵌入率与失真度无法兼顾的问题,提出一种基于二维有偏距离插值的双层嵌入可逆信息隐藏方案。第一层嵌入将图像像素按棋盘式划分为两组,采用改进的全向梯度参数结合二维有偏距离插值算法,用其中一组像素预测另一组像素,再按照预测误差扩展方式嵌入秘密信息。第二层嵌入将剩余一组像素作为目标像素,再进行预测和嵌入,进一步提高嵌入率。本文从算法可逆性、预测精度、嵌入容量和载密图像失真度等多方面进行实验分析,结果表明,双层嵌入恢复后图像峰值信噪比为∞,不同种类隐藏图像像素和恢复图像像素均方误差均为0,表明算法可实现完全可逆隐藏;对不同种类载体图像进行测试,测试图像平均预测误差绝对值小于4的比例为79%,表明算法预测精度高;嵌入率对比实验表明,与其他算法相比,本算法均为最高,且双层嵌入较单层嵌入率平均提升30%以上,充分利用了像素冗余性;嵌入率为0.7 bit/pixel时,本算法载密图像和原始图像的峰值信噪比平均为39.854 dB,高于同类算法3~5 dB,表明载密图像失真度更低。本文还对阈值与嵌入率、结构相似性与嵌入率之间的关联进行分析和对比实验,深入探讨了高嵌入率的获得条件。本算法可较好解决载密图像嵌入率和嵌入失真不平衡的矛盾,综合性能更优。