Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp ẩn dữ liệu có thể hồi phục phân cấp trong ảnh mã hóa dựa trên hồi quy tuyến tính đa biến và dự đoán nhiều bit
Tóm tắt
Ẩn dữ liệu có thể hồi phục trong ảnh mã hóa (RDHEI) có thể được sử dụng như một kỹ thuật hiệu quả để bảo vệ nội dung hình ảnh và quản lý dữ liệu bí mật được nhúng trong miền mã hóa, điều này rất hữu ích cho việc lưu trữ và quản lý hình ảnh được ủy thác cho đám mây. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một phương pháp ẩn dữ liệu có thể hồi phục phân cấp với tải trọng cao trong các bức ảnh mã hóa. Các pixel trong hình ảnh gốc được chia thành hai loại: pixel có thể dự đoán bằng hồi quy tuyến tính đa biến (MLR) và pixel không thể dự đoán bằng MLR. Các pixel có thể dự đoán bằng MLR được xử lý để tạo ra hai cấp bản đồ nhãn pixel thông qua việc điều chỉnh thích ứng dữ liệu dự đoán và dự đoán nhiều bit (MBP). Các pixel không thể dự đoán bằng MLR được sử dụng để tạo ra bản đồ nhãn pixel (LMP) bằng cách sử dụng kỹ thuật dự đoán một bit đơn giản. Dữ liệu bổ sung được tạo ra từ việc nén ba LMP được nhúng vào các bức ảnh mã hóa. Nhờ vào mối tương quan cao giữa các pixel trong miền rõ nét của hình ảnh, phương pháp đề xuất đạt được tỷ lệ nhúng cao. Tải trọng trung bình đạt được là 2.9885 bpp, 3.759 bpp và 3.883 bpp cho các bộ dữ liệu UCID, BOWS-2 và BOSS, tương ứng. Các thí nghiệm mở rộng bao gồm các bài kiểm tra so sánh, kiểm tra tính khả dụng và kiểm tra ablation trên một số hình ảnh thử nghiệm tiêu chuẩn và ba bộ dữ liệu đã được thực hiện để chứng minh tính hiệu quả và khả dụng của RDHEI đã đề xuất, và kết quả thực nghiệm cho thấy phương pháp được đề xuất vượt trội hơn so với các phương pháp RDHEI hiện tại về tải trọng trên hầu hết các bức ảnh, các so sánh về hiệu suất cho thấy những cải tiến lớn đã được thực hiện trong phương pháp được đề xuất.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bas P, Filler T, Pevny T (2011) Break our steganographic system the ins and outs of organizing BOSS. Proc. 13th Int. Workshop Inf. Hiding 59–70. Available: http://dde.binghamton.edu/download/. Accessed 10 Aug 2021
Bas P, Furon T (2017) Image database of BOWS-2. [Online]. Available: http://bows2.ec-lille.fr. Accessed 10 Aug 2021
Bouslimi D, Coatrieux G, Cozic M, Roux C (2012) A joint encryption/watermarking system for verifying the reliability of medical images. IEEE Trans Inf Technol Biomed 16(5):891–899
Cao X, Du L, Wei X, Meng D, Guo X (2016) High capacity reversible data hiding in encrypted images by patch-level sparse representation. IEEE Trans Cybernetics 46(5):1132–1143
Chen K, Chang C-C (2019) High-capacity reversible data hiding in encrypted images based on extended run-length coding and block-based MSB plane rearrangement. J Vis Commun Image Represent 58:334–344
Chen CC, Chang CC, Chen K (2021) High-capacity reversible data hiding in encrypted image based on Huffman coding and differences of high nibbles of pixels. J Vis Commun Image R 76:103060
Chen F, Yuan Y, He H, Tian M, Tai H (2021) Multi-MSB compression based reversible data hiding scheme in encrypted images. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 31(3):905–916
Chuman T, Sirichotedumrong W, Kiya H (2019) Encryption-then-compression systems using grayscale-based image encryption for JPEG images. IEEE Trans Inf Forensics Secur 14(6):1515–1525
Dragoi I, Coltuc D (2014) Local-prediction-based difference expansion reversible watermarking. IEEE Trans Image Proc 23(4):1779–1790
Erkin Z, Alessandro P, Katzenbeisser S, Lagendijk RL, Shokrollah J, Gregory Neven G, Barni M (2007) Protection and retrieval of encrypted multimedia content: When cryptography meets signal processing. EURASIP J Inf Secur 2007:1–17
Fu Y, Kong P, Yao H, Tang Z (2019) Effective reversible data hiding in encrypted image with adaptive encoding strategy. Inf Sci 494:21–36
Ge H, Chen Y, Qian Z, Wang J (2019) A high capacity multi-level approach for reversible data hiding in encrypted Images. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 29(8):2285–2295
He J, Chen J, Luo W, Tang S, Huang J (2019) A novel high-capacity reversible data hiding scheme for encrypted JPEG bitstreams. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 29(2):3501–3515
Hua Z, Zhou Y, Huang H (2019) Cosine-transform-based chaotic system for image encryption. Inform Sci 480:403–419
Huang F, Huang J, Shi Y (2016) New framework for reversible data hiding in encrypted domain. IEEE Trans Inf Forensics Security 11(12):2777–2789
Jayamurugan G (2016) Lossless and reversible data hiding in encrypted images with public key cryptography. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 26(9):1622–1631
Li X, Li B, Yang B, Zeng T (2013) General framework to histogram-shifting-based reversible data hiding. IEEE Trans Image Proc 22(6):2181–2191
Li X, Yang B, Zeng T (2011) Efficient reversible watermarking based on adaptive prediction-error expansion and pixel selection. IEEE Trans Image Process 20(12):3524–3533
Li F, Zhu H, Yu J, Qin C (2021) Double linear regression prediction based reversible data hiding in encrypted images. Multimed Tools Appl 80:2141–2159
Liao X, Shu C (2015) Reversible data hiding in encrypted images based on absolute mean difference of multiple neighboring pixels. J Vis Commun Image Represent 28:21–27
Liu Y, Feng G, Qin C, Lu H, Chang C (2021) High-capacity reversible data hiding in encrypted images based on hierarchical quad-tree coding and multi-MSB prediction. Electronics 10:664
Liu Z, Pun C (2018) Reversible data-hiding in encrypted images by redundant space transfer. Inf Sci 433:188–203
Ma K, Zhang W, Zhao X, Yu N, Li F (2013) Reversible data hiding in encrypted images by reserving room before encryption. IEEE Trans Inf Forensics Secur 8(3):553–562
Mohammadi A, Nakhkash M, Akhaee M (2020) A high-capacity reversible data hiding in encrypted images employing local difference predictor. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 30(8):2366–2376
Niu X, Lu Z, Sun S (2000) Digital watermarking of still images with gray-level digital watermarks. IEEE Trans Consum Electron 46(1):137–145
Ou B, Li X, Zhao Y, Ni R, Shi Y (2013) Pairwise prediction-error expansion for efficient reversible data hiding. IEEE Trans Image Processing 22(12):5010–5021
Puteaux P, Puech W (2018) EPE-based huge-capacity reversible data hidingin encrypted images. Proc. IEEE Workshop Inf. Forensics Security 1–7.
Puteaux P, Puech W (2018) An efficient MSB prediction-based method for high-capacity reversible data hiding in encrypted images. IEEE Trans Inf Forensics Security 13(7):1670–1681
Puteaux P, Puech W (2021) Rebuttal: On the security of reversible data hiding in encrypted images by MSB prediction. IEEE Trans Inf Forensics Secur 16:2445–2446
Puteaux P, Puech W (2021) A recursive reversible data hiding in encrypted images method with a very high payload. IEEE Trans Multimed 23:635–656
Qian Z, Xu H, Luo X, Zhang X (2018) New framework of reversible data hiding in encrypted JPEG bitstreams. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 29(2):351–362
Qian Z, Zhang X (2016) Reversible data hiding in encrypted image with distributed source encoding. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 26(4):636–646
Qin C, Qian X, Hong W, Zhang X (2019) An efficient coding scheme for reversible data hiding in encrypted image with redundancy transfer. Inf Sci 487:176–192
Qin C, Zhang W, Cao F, Zhang X, Chang C (2018) Separable reversible data hiding in encrypted images via adaptive embedding strategy with block selection. Signal Process 153:109–122
Schaefer G, Stich M. (2003) UCID: An uncompressed color image database. Proc. SPIE, 5307: 472–480. [Online]. Available: http://vision.doc.ntu.ac.uk/. Accessed 10 Aug 2021
Tang Z, Chen L, Zhang X, Zhang S (2019) Robust image hashing with tensor decomposition. IEEE Trans Knowl Data Eng 31(3):549–560
Wang Y, He W (2022) High capacity reversible data hiding in encrypted image based on adaptive MSB prediction. IEEE Trans Multimed 24:1288–1298
Wang J, Ni J, Zhang X, Shi Y (2017) Rate and distortion optimization for reversible data hiding using multiple histograms shifting. IEEE Trans Cybernetics 47(2):315–326
Wang W, Ye J, Wang T, Wang W (2017) Reversible data hiding scheme based on significant-bit-difference expansion. IET Image Proc 11(11):1002–1014
Wu X, Sun W (2014) High-capacity reversible data hiding in encrypted images by prediction error. Signal Process 104:387–400
Wu Y, Xiang Y, Guo Y, Tang J, Yin Z (2020) An improved reversible data hiding in encrypted images using parametric binary tree labeling. IEEE Trans Multimedia 22(8):1929–1938
Wu F, Zhou X, Chen Z, Yang B (2021) A reversible data hiding scheme for encrypted images with pixel difference encoding. Knowl-Based Syst 234:107583
Xu D, Wang R (2016) Separable and error-free reversible data hiding in encrypted images. Signal Proc 123:9–21
Yi P, Yin Z, Qian Z (2018) Reversible data hiding in encrypted images with two-MSB prediction. Proc. IEEE Int. Workshop Inf. Forensics Secur.1–7. https://doi.org/10.1109/WIFS.2018.8630785.
Yi S, Zhou Y (2019) Separable and reversible data hiding in encrypted images using parametric binary tree labeling. IEEE Trans Multimedia 21(1):51–64
Yin Z, Peng Y, Xiang Y (2022) Reversible data hiding in encrypted images based on pixel prediction and bit-plane compression. IEEE Trans Dependable Secure Comput 19(2):992–1002
Yin Z, She X, Tang J, Luo B (2021) Reversible data hiding in encrypted images based on pixel prediction and multi-MSB planes rearrangement. Signal Proc 187:108146
Yin Z, Xiang Y, Zhang X (2020) Reversible data hiding in encrypted images based on multi-MSB prediction and Huffman coding. IEEE Trans Multimed 22(4):874–884
Yu C, Zhang X, Zhang X, Li G, Tang Z (2022) Reversible data hiding with hierarchical embedding for encrypted images. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 32(2):451–466
Zhang X (2011) Reversible data hiding in encrypted image. IEEE Signal Process Lett 18(4):255–258
Zhang W, Ma K, Yu N (2014) Reversibility improved data hiding in encrypted images. Signal Proc 94:118–127
Zhang W, Wang H, Hou D, Yu N (2016) Reversible data hiding in encrypted images by reversible image transformation. IEEE Trans Multimed 18(8):1469–1479
Zhou J, Sun W, Dong L, Liu X, Au O, Tang Y (2016) Secure reversible image data hiding over encrypted domain via key modulation. IEEE Trans Circuits Syst Video Technol 26(3):441–452