基于分布式信源编码和边信息优化机制的密文域图像可逆信息隐藏研究
批准号:
61672354
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
秦川
依托单位:
学科分类:
信息安全
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈庆奎、陈青、刘亚、姚恒、赵德玉、方玉玲、王慧丽、季平
中文摘要
密文域可逆信息隐藏在密文数据中嵌入信息并能够无损恢复原始明文载体,可实现保护内容所有者隐私条件下的数据标注、管理和追踪,也是学术界研究的热点。本项目针对数字图像开展密文域可逆信息隐藏的理论模型和方法研究。为获得给定解密图像失真条件下的密文图像嵌入量的理论极限,本项目首先借助多用户信息论将密文图像可逆嵌入等价为接收端具有边信息条件的密文图像无损压缩的一般性问题,建立基于分布式信源编码和边信息优化机制的密文域可逆隐藏的理论模型。并在此基础上实现方法创新:通过基于图像内容显著性特征的自适应参考比特分配方案增加边信息容量,提出采用渐进式密文图像无损压缩的可逆信息隐藏新方法,以提高率失真性能;构建根据接收端已解码数据的信源模型统计特性估计和嵌入率弱反馈机制,动态调整信息隐藏者的密文图像压缩率和信息嵌入率,有效保证信息提取和图像恢复的可靠性。项目成果对多媒体信息安全和隐私保护具有重要意义。
英文摘要
Reversible data hiding in encrypted domain can embed additional information into cipher data sent from the content owner on the data-hider side and recover the original plaintext data on the receiver side, which can effectively realize data labeling, management and tracking without revealing the plaintext content and sacrificing the privacy of content owner. The topic has attracted the significant interests among the academia recently. This project will focus on the research of theory and methodology for reversible data hiding in encrypted images (RDHEI). First, in order to obtain the theoretical limit of hiding capacity in encrypted image under the conditional of the given distortion for decrypted image, we will define the RDHEI as the general problem of lossless compression for encrypted image with side information, and establish the theoretical model for RDHEI based on the distributed source coding and side-information optimization mechanism. According to this theoretical model, we will carry on the technical innovations for RDHEI. Through adaptively assigning the reference-bits of salient features and increasing the capacity of side information, we will propose novel RDHEI methods by progressive lossless compression to improve the rate-distortion performance. Also, we will study the mechanism of source statistics estimation based on decoded data and weak feedback of embedding rate, and dynamically optimize the rates of compression and embedding on the data-hider side to guarantee the accuracy of data extraction and image recovery. The research results of this project will have the important significance for multimedia security and privacy protection.
随着目前互联网和云计算的普及,许多数据计算和处理并不在客户端进行,而是交由专门的服务提供者来完成。在云计算环境下,图像内容的所有者(content owner)和可逆信息隐藏功能提供者(data hider)并非同一个人。图像内容所有者出于个人隐私的保护可能对可逆信息隐藏功能提供者不信任,他不希望自己的图像内容被除了合法接收者之外的任何其他人获得。因此,理想的安全框架应是:图像内容所有者首先对原始图像进行加密,再将加密后的图像发送给信息隐藏功能提供者来进行数据的可逆隐藏,合法接收者可在收到的含有信息的加密图像中提取出嵌入的信息并恢复出原始明文图像,即在保证图像内容所有者的隐私不被泄露的前提下实现了图像的可逆信息隐藏。这样的安全框架就需要信息隐藏功能提供者在不知道图像明文的情况下,即密文域的条件下仍能进行信息的可逆隐藏。密文域可逆信息隐藏在密文数据中嵌入信息并能够无损恢复原始明文载体,可实现保护内容所有者隐私条件下的数据标注、管理和追踪,是学术界研究的热点。本项目针对数字图像开展密文域可逆信息隐藏的理论模型和方法研究。项目研究建立了密文域图像可逆信息隐藏理论模型(包含图像内容所有者、信息嵌入者、图像接收者)的理论表达,给出了嵌入和恢复模型中信息嵌入率、直接解密图像质量、恢复图像质量、加密图像安全性级算法效率多个指标之间的综合优化方法和最优嵌入参数选择方法;提出了具有自适应性边信息的密文域图像可逆信息隐藏方法;提出了一系列基于无损编码、冗余转移、秘密分享、低密度奇偶校验码等机制的加密域图像的高效可逆数据嵌入方法;提出了一系列加密图像的弹性压缩方法和加密域压缩图像的可逆信息隐藏方法,取得了与已报道方法相比更好的率失真性能。项目研究取得的成果对实现在云计算环境下的图像安全和隐私保护,以及多媒体信息安全、可信数据传输等方面具有重要的理论意义和实际应用价值。
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Signal-dependent noise estimation for a real-camera model via weight and shape constraints
通过重量和形状约束对真实相机模型进行信号相关噪声估计
DOI:
10.1109/tmm.2021.3056879
发表时间:
--
期刊:
IEEE Transactions on Multimedia
影响因子:
7.3
作者:
[Yao Heng, Zou Mian, Qin Chuan, Zhang Xinpeng]
通讯作者:
Zhang Xinpeng
StegoPNet: Image Steganography With Generalization Ability Based on Pyramid Pooling Module
StegoPNet:基于金字塔池化模块的具有泛化能力的图像隐写术
DOI:
10.1109/access.2020.3033895
发表时间:
2020
期刊:
IEEE Access
影响因子:
3.9
作者:
[Xintao Duan, Wenxin Wang, Nao Liu, Dongli Yue, Zimei Xie, Chuan Qin]
通讯作者:
Chuan Qin
A Dynamic Hand Gesture Recognition System Incorporating Orientation-based Linear Extrapolation Predictor and Velocity-assisted Longest Common Subsequence Algorithm
结合基于方向的线性外推预测器和速度辅助最长公共子序列算法的动态手势识别系统
DOI:
10.3837/tiis.2017.09.017
发表时间:
2017-09
期刊:
KSII Transactions on Internet and Information Systems
影响因子:
1.5
作者:
[Yuan Min, Yao Heng, Qin Chuan, Tian Ying]
通讯作者:
Tian Ying
DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
应用科学学报
影响因子:
--
作者:
[刘小凯, 姚恒, 秦川]
通讯作者:
秦川
DOI:
10.1016/j.sigpro.2018.01.011
发表时间:
2018-05-01
期刊:
SIGNAL PROCESSING
影响因子:
4.4
作者:
[Zhang, Yi, Qin, Chuan, Luo, Xiangyang]
通讯作者:
Luo, Xiangyang
共 44 条
面向神经网络模型版权保护和篡改认证的数字水印与哈希算法研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:59万元
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批准年份:2021
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负责人:秦川
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依托单位:
具有RAW 数据重建功能的 JPEG 图像可逆信息隐藏研究
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批准号:21ZR1444600
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:秦川
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依托单位:
基于可信修复的数字图像全局优化自恢复研究
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批准号:61303203
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2013
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负责人:秦川
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依托单位:
国内基金
海外基金