互补单像素成像信息隐藏方法

时间:2019-01-16 09:29:49 来源:浏阳信息网 作者:匿名



互补单像素成像信息隐藏方法

作者:未知

[摘要]本文通过单像素成像直接对模拟信号进行压缩和采样,并将压缩和加密后的信息作为水印信息嵌入到宿主图像中。该方法可以在保证重建质量的前提下,进一步提高水印图像的安全性,降低水印容量。分析结果表明,本文提出的互补单像素成像信息隐藏方法可以进一步提高水印图像压缩和加密的相位速率,进一步提高水印图像的质量。

在本文中,模拟信号通过单像素成像直接压缩,采样和加密,压缩和加密的信息作为水印信息嵌入到主图像中。该方法可以进一步提高水印图像的安全性,降低水印容量,同时保证重建质量。分析结果表明,本文提出的互补单像素成像信息隐藏方法可以进一步提高水印图像压缩和加密的相位比,以及水印图像的质量。[?P关键词]单像素成像;信息隐藏;水印;互补测量矩阵

[关键词]单像素成像;信息隐藏;水印;互补测量矩阵

[中国图书馆分类号] TP391.41 [纪录片代码] A [商品编号] 1673-1069(2018)07-0162-02

1简介

随着计算机技术和网络的发展,数字传输和存储变得非常方便,信息交换也越来越活跃。但是,随着图像处理技术的发展,图像篡改和盗用变得越来越简单,门槛也越来越低。结果,图像被盗和篡改的事件层出不穷,造成严重的社会不利影响。图像的安全性越来越受到人们的关注。如何提高数字图像的安全性和数字图像安全保护的研究已成为科学界关注的焦点。目前,安全问题已经上升到国家一级的战略。中央政府成立了国家安全委员会,由习近平总书记担任主任。可以看出,委员会的质量很高,安全问题很重要。从中可以看出,迫切需要提高数字图像的安全性。数字图像安全性研究不仅具有很强的学术意义,而且具有很好的实际应用意义[1]。

为了提高数字图像的安全性,学者们进行了大量的研究并提出了许多方法。数字水印就是其中之一。数字水印将一些信息作为水印嵌入到数字图像中并主动保护它。在接收到数字图像后,接收者根据密钥提取原始水印信息并对其进行解密。通过验证图像是否已被解密的水印信息篡改或窃取来实现数字图像的版权保护。数字水印技术是一种主动的取证方法,它将信息主动嵌入数字图像中,以提高数字图像的安全性。数字水印方法已成为学者们关注的焦点。许多学者分别从水印图像的质量,水印图像的质量和安全性等方面分析和改进水印容量,水印嵌入方法,加密方法等。在其他方面评估数字水印方法。水印容量只是嵌入数字图像中的水印位数。一般计算方法是水印的总位数除以数字图像的总像素数,单位是bpp(每像素位数),以及每个像素中嵌入的平均位数。水印容量越高,嵌入的水印信息越多,安全性越好。水印图像的质量是水印的不可见性。可见水印应尽可能地嵌入图像中,而不会影响原始图像的质量。图像质量越好,隐形性越好。水印图像的质量计算方法是使用原始图像作为参考来计算峰值信噪比或水印图像与原始图像之间的均方误差。峰值信噪比越高,均方误差越小,水印图像的质量越高,水印的隐蔽性越好。安全意味着攻击者无法获得正确的密钥来篡改潜行的水印信息以满足攻击者的目的。为了提高安全性,现有方法通过随机加扰来加密水印图像,例如猫脸加扰和混沌加扰。为了提高图像的水印能力,该算法从水印嵌入方法入手,改进了水印方法,提高了水印容量。然而,传统的数字图像水印方法仅从嵌入方法开始,以提高嵌入容量。水印嵌入方法实际上利用人眼的不可见性来实现数字图像的冗余,并通过使用冗余信息来嵌入水印。但是,数字图像的冗余是优选的。如果水印容量总是增加,则嵌入总是导致加水印图像的质量下降。因此,它应该从水印图像开始并尽可能地压缩它,同时保留水印图像信息。同时,现有的数字水印方法使用公知且有意义的标记作为水印图像,攻击者可以容易地获得水印图像,并且可以使用水印图像信息进行攻击。同时,在某些情况下,我们需要在现实生活中使用实际目标对象作为水印信息。因此,学者们提出了基于单像素成像的图像信息隐藏方法[2]。该方法使用单像素成像来压缩和采样目标对象,将压缩的采样信息作为水印信息嵌入到数字图像中,并使用压缩的采样测量矩阵作为关键字。在接收到密钥和加水印图像之后,接收者首先提取水印信息并使用密钥重建原始水印信息。然而,该方法使用随机二进制矩阵来压缩和采样目标对象的图像。在噪声条件下,水印图像重建的质量不够好。

本文提出了一种基于互补测量矩阵的单像素成像信息隐藏方法。该方法使用-1/1互补测量矩阵在目标对象上执行单像素成像,并使用互补测量矩阵作为关键字,并将测量值作为水印信息嵌入到数字图像中。接收者首先提取测量值并使用压缩感知重建方法重建目标对象图像。该方法进一步降低了水印容量并提高了重建质量。另一方面,本文方法不仅实现了信息隐藏,而且实现了数字图像的版权保护。 2互补单像素成像信息隐藏方法为了降低水印容量,本文采用单像素成像方法对目标对象进行压缩和采样。同时,我们可以通过使用互补测量矩阵进一步降低测量值的幅度,以进一步降低水印容量。

该方法的第一步是目标对象的单像素成像。本文对实际对象执行单像素成像。根据莱斯大学的单像素相机,选择标志性物体进行成像。与现有方法不一致,本文使用互补测量矩阵进行测量。为了实现互补测量矩阵,将两个单像素检测器分别放置在数字微镜器件的正负12度处,以检测两个方向上的光强度值,然后获得差值以获得最终测量值。互补测量矩阵可以更好地满足压缩重建的条件,并可以进一步提高重建质量。由于它是压缩采样,因此测量值的数量远小于目标对象的图像的总像素数。水印容量变小。同时,互补测量矩阵的检测值是差值后的值,并且测量值的绝对值大大减小,这相当于进一步降低了水印容量。使用随机矩阵生成互补测量矩阵,因此我们可以将测量矩阵用作密钥,并在私有信道中将其发送到接收器以确保安全性。

该方法的第二步是信息隐藏。在本文中,第一次采样的测量值嵌入在数字图像中。首先,将二进制文件更改为二进制。如果是负数,则在前面添加位0,如果是正数,则添加位1。我们可以得到二进制水印序列。为了提高水印的鲁棒性,该方法将二进制水印序列嵌入到数字图像的离散余弦系数的最低位。首先将数字图像分成8×8个图像块,并进行离散余弦变换以获得余弦系数。然后分配嵌入位的数量。如果水印信息比特的数量小于图像块的数量,则从用于水印嵌入的所有图像块中随机选择相同数量的图像块,并且每个图像块嵌入一个比特。根据给定的量化矩阵,选择具有最小量化步长的系数用于量化,然后嵌入到量化系数的最低有效位中。如果水印序列比特的数量大于图像块的数量,则首先将每个图像块嵌入相应数量的比特,并且为复杂图像块选择剩余的水印序列用于嵌入。水印余弦系数被反量化并且反余弦变换以获得水印图像。诸如测量矩阵,水印嵌入位置生成密钥等的信息作为密钥被发送给接收者。

第三步是提取水印信息。对加水印的图像进行块,余弦变换和量化,并从相应的系数中提取水印信息。

第四步是重建原始水印图像。使用提取的水印信息和测量矩阵,使用OMP方法重建原始目标图像。将水印图像与已知的水印图像进行比较,以确定水印图像是否被盗。

以下是对本文的理论分析。在本文中,量化的DCT系数用于嵌入测量的水印信息,这提高了水印信息的鲁棒性。本文通过水印将目标对象的图像嵌入到水印图像中,实现了秘密传输。同时,该方法使用测量矩阵作为关键字,并且还可以对图像进行版权保护。

与现有的单像素成像信息隐藏方法相比,本文利用互补测量矩阵可以更好地满足压缩重建条件,提高重建质量。最重要的一点是,互补测量矩阵的操作性能较差,可以减小测量值的幅度范围,进一步降低水印容量,提高水印图像的质量。

3结论

本文利用互补测量矩阵提出了一种单像素成像信息隐藏方法。互补测量矩阵不仅提高了目标对象图像的重建质量,而且进一步降低了水印容量。在保证水印图像重建质量的前提下,提高了水印图像的质量。通过使用压缩感知和DCT系数来量化嵌入的水印,该方法可以更好地抵抗剪切和噪声等攻击,并且水印更加健壮。

【参考资料】

[1] Y. Shi,G。Situ,J。Zhang。信息预选的多图像隐藏[J]。选择。快报。 33,542? C544(2008)。

[2] L. Wang,S。Zhao,W。Cheng,L。Gong,H。Chen。基于计算鬼影像的光学图像隐藏[J]。光学通信366,314?C320(2016)。

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