降低文件增长和失真的零系数JPEG图像可逆信息隐藏

作     者：苏童 和红杰 原长琦 陈帆 SU Tong;HE Hongjie;YUAN Changqi;CHEN Fan

作者机构：西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 北京电子技术应用研究所北京100091 西南交通大学计算机与人工智能学院四川成都611756 

出 版 物：《铁道学报》 (Journal of the China Railway Society)

年 卷 期：2023年第45卷第1期

页      面：51-62页

核心收录：

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(U1936113 61872303) 

主　　题：可逆信息隐藏 JPEG图像 频率选择 块选择 文件增长 

摘      要：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。