结合嵌入式小波零树编码和喷泉码的图像自嵌入1ImageSelf.PDF

《应用科学学报》录用 1 结合嵌入式小波零树编码和喷泉码的图像自嵌入 2 3 廖纯 ，钱振兴 ，倪婧，王朔中 上海大学通信与信息工程学院 摘 要：本文利用嵌入式小波零树对小波变换系数进行编码生成参考数据，采用喷泉码对参考数据进一步编码，将 编码数据与认证数据嵌入到原始图像中。在接收端，通过提取认证数据确定图像中的篡改位置，再从未被篡改区域 提取参考数据，经喷泉码解码后重构被篡改区域的内容。相比于基于分块离散余弦变换的参考数据生成方法，本文 的方法克服了恢复图像中的块效应。该方法可实现动态的数据嵌入与图像恢复，通过参数选择可实现恢复面积与恢 复质量的平衡。 关键词：信息隐藏，自嵌入，图像认证，图像恢复 Image Self-Embedding Based on EZW and Fountain Codes Liao Chun, Qian Zhenxing, Ni Jing, Wang Shuozhong School of Communication and Information Engineering, Shanghai University Abstract: We first utilize EZW to encode the wavelet coefficients of the image, and then the fountain encoding to generate the reference data. By extracting forensic data and reference data which is self-embedded into the image, tampered area is detected and reference data is also reconstructed. Comparing to block-based DCT, we overcome the blocking artifact of the recovered image. Besides this, we propose a method which makes the data embedding and image quality dynamic by adjusting the parameters. A balance between the recovered area and recovered quality is also achievable. Keywords: information hiding, self-embedding, image authentication, image recovery 1. 引言 图像处理软件的普及和简易化操作，使得对图像的篡改也很容易。“华南虎”，“藏羚羊”等事件 表明篡改图像将对社会产生不良影响，因此辨别图像真伪的取证技术应运而生。在早期研究中，图 像取证仅限于对篡改区域的检测，Fridrich 提出通过对原图像进行压缩，生成低质量参考图像后嵌入 到原图像，得到含水印图像，通过提取含水印图像中的参考图像，同时进行篡改定位和恢复，这一 [1] 新方法称为基于自嵌入的图像保护 。 新的自嵌入方法不断出现，文献[2]利用类似JPEG 压缩的方法，文献[3]利用二值化的方法生成 所需的参考数据，但重构的图像质量较差。文献[4]中，通过扩差法嵌入参考数据，可无错恢复水印 图像，但篡改面积不能超过图像的3.2% 。文献[5]中，首先对原图像像素高5 比特进行3 层金字塔式 的分解，利用每块数据相似性压缩生成参考数据，然后采用伪随机矩阵将这些数据扩展，并分散嵌 入图像的低3 位LSB(Least Significant Bit，LSB) 中；接收端通过哈希认证检测篡改区域并重构被篡 改区域的图像内容，恢复图像质量可通过金字塔的层数来控制