41、基于二维直方图修改的JPEG图像可逆数据隐藏技术

基于二维直方图修改的JPEG图像可逆数据隐藏技术

1. 引言

在过去二十年里，可逆数据隐藏（RDH）一直是数据隐藏领域的热门话题。大多数数据隐藏方法在数据嵌入过程中会使载体介质失真，导致原始介质无法恢复。为解决这一问题，可逆数据隐藏（也称为无损或可逆数据隐藏）应运而生。

常见的空间域可逆数据隐藏方案主要分为三类：
- 无损压缩：通过无损压缩部分载体图像释放空间来嵌入数据。
- 差分扩展（DE）：2003年，Tian首次提出基于差分扩展的RDH，利用相邻像素间的差异嵌入消息，后续还有如位置图缩减和排序等改进技术。
- 直方图平移（HS）：2006年，Ni等人提出直方图平移技术，选择直方图中的一对峰值和零区间，将两区间间的区间向零区间平移1位进行嵌入。

相较于未压缩图像，JPEG图像由于冗余较少，更难隐藏秘密消息。下面介绍一些基于量化离散余弦变换（DCT）系数操作的JPEG图像RDH方案：
- 2016年，Huang等人提出基于HS的JPEG图像RDH方法，零系数保持不变，值为1和 -1的系数用于数据嵌入，能较好地保留标记JPEG图像的存储大小，同时维持图像质量。
- 基于Huang等人的方法，Yin等人提出一种算法，通过采用k近邻（KNN）算法在图像级别自适应选择最优可扩展区间对。

本文提出一种基于二维系数直方图修改的JPEG图像可逆数据隐藏新方案。通过将量化DCT系数成对划分，构建二维系数直方图，设计特定的系数对映射（CPM）用于RDH。为进一步减少失真，还阐述了如何选择DCT系数对的最优区域。实验结果表明，该方法在图像质量和文件大小增加方面优于现有技术。

2. 方案介绍

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