《數字圖像自嵌入與恢復的理論和方法研究》是依託上海大學，由錢振興擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：數字圖像自嵌入與恢復的理論和方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：錢振興
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在數字圖像中隱藏與自身相關的信息，利用嵌入數據進行完整性認證並恢復被篡改的原始內容，是數字圖像內容保護的有效手段之一。該思路提出至今，尚缺乏系統的理論分析，許多學術問題有待深入研究。本項目從資訊理論出發，建立圖像自嵌入與恢復的理論模型，研究嵌入引起的載體失真、篡改程度、恢復質量三者之間相互制約的規律。並在此基礎上實現自嵌入與恢復的方法創新和技術突破：發展對局部特性自適應的非均勻自嵌入策略與恢複方法，改變單一的均勻數據表示方式，實現非均勻參考數據的生成與嵌入，並在自恢復中結合圖像修復的思想，從而有效提高參考數據編碼的嵌入效率和篡改區域的恢復質量；發展具有彈性恢復（flexible recovery）能力的嵌入與恢複方法，打破交叉嵌入與等質恢復的局限，充分利用載體的嵌入容量，實現恢復質量隨篡改或攻擊程度動態變化的自適應恢復。項目成果對數字圖像保護和多媒體信息安全具有重要意義。
結題摘要
本項目開展基於自嵌入與恢復的數字圖像內容保護技術研究，對多媒體信息安全有重要意義。項目組圍繞圖像自嵌入與恢復主題展開理論與方法研究，取得了一系列研究成果。在自嵌入與恢復的理論和編碼研究中，從嵌入容量與恢復兩方面分析了嵌入與圖像恢復的基本原理，提出的數據嵌入與糾錯理論，可為自嵌入問題中的篡改恢復提供理論支持；發展了系列可用於自嵌入與恢復的數據隱藏編碼方法，其中大容量可逆數據隱藏編碼方案，在提取數據的同時可無損恢復原始圖像，其性能優於以往的嵌入方法。在自嵌入與恢復的方法研究方面，項目組首先提出了基於局部特性自適應的非均勻自嵌入與恢複方法，使用顯著性分類算法來界定圖像各區域的不同特點，相應地採用不同的編碼方法生成參考數據，數據嵌入時在不同區域隱藏非均勻的數據量，可避免含密圖像中出現偽輪廓等現象，接收端對篡改圖像進行恢復時，通過提取參考數據並重構圖像，可對具有不同顯著性程度的區域實現不同質量的恢復。在此基礎上，項目組先後提出了兩種基於彈性恢復原理的自嵌入與恢複方法，即基於分層編碼的彈性恢復、結合嵌入式小波零樹編碼和噴泉碼的彈性自恢復，在表示參考數據時使用採用分層編碼的思想來提升壓縮性能，結合嵌入式小波零樹與Fountain編碼來抵抗“篡改巧合”問題，接收端從未被篡改區域提取數據可有效恢復原始內容，且恢復質量隨篡改面積的大小而動態變化：篡改越少恢復質量越高；與以往基於分塊DCT的同類型方法相比，克服了傳統方法在重建圖像時出現的塊效應問題，有效地提高了恢復圖像的視覺效果。另外，項目組提出密文圖像的可逆數據隱藏方法，在隱私保護的前提下，允許雲伺服器實現附加信息的嵌入，並保證接收端在提取附加信息的同時可無損恢復原始圖像；還提出了基於局部能量特性的數字圖像篡改取證方法、基於質量最佳化的JPEG圖像反取證方法、自適應JPEG隱寫與隱寫分析方法等，推動了多媒體信息安全的發展。
