基于信息隐藏的新型图像保护方案

本文提出了一种新型的利用信息隐藏技术进行图像保护的方案。在该方案中，我们从原始图像中选取一些像素组成信息图像，并将未被选中的像素点构成的图像称之为剩余图像。对信息图像中像素点的离散余弦变换结果进行量化和编码，再将得到的码流压缩后的结果嵌入到缩略图中。最后，将嵌入数据的缩略图在公开信道中传输。在接收端，具有权限的接收者可以在预览缩略图后使用密钥重建原始图像。在仿真实验中，重建图像的PSNR值达到了40 dB，这表明我们的方法具有较低的图像失真率。此外，文中所提出的方法可以实现高数据压缩率和低运行时间。

随着网络技术的不断发展，数字化的出版方式由于其简便、出版成本相较于传统出版方式的成本更低的特点受到大众的青睐。但是在信息资源传播和共享模式的不断发展中，没有得到作品拥有者许可的用户对作品进行非法传播与拷贝的侵权行为时有发生[1] [2]。

随着保护数字作品版权意识不断地深入， 能够实现秘密传输的信息隐藏技术开始成为版权保护方案中的协助技术之一。

信息隐藏技术主要利用多媒体信息的冗余性和人类感觉器官的不敏感性这两个特点，将要传输的秘密信息隐藏在公开传输的载体信号中并且使得隐藏的信息无法被人察觉。自从信息隐藏技术被应用于数字图像， 许多相关的嵌入算法被提了出来。

例如[3] [4]中介绍的LSB 算法是信息隐藏技术中的经典方法， 这种方法简单易实现但是鲁棒性差。[5] [6]中提出的方法是改进后的LSB 算法，这种方法能够克服LSB算法引起的值对现象从而提高安全性。

相较于上述提出的算法， [7] [8]中的信息隐藏算法具有更高的可靠性与安全性。然而在某些场景下我们希望能够在将秘密信息提取后能够无损地恢复原始载体数据。2006年，Ni [6]等人提出的基于直方图平移的可逆信息隐藏算法能够无损地恢复出载体信号，[9] [10] [11]中提出的可逆方法还能够一定程度上提高载体信号的嵌入容量。

随着信息隐藏技术的发展，利用信息隐藏技术来达到版权保护的目的已经成为了保护多媒体信息版权的重要方法之一。1993 年，Tirkel [12]等人第一次提出“数字水印”概念，并通过替换灰度图像的最低有效位来嵌入水印。Cox [13] [14]、Chen [15]、Nikolaidis [16] [17]针对数字图像提出了鲁棒性、嵌入率更高的数字水印算法。

随着针对于数字图像的水印技术的发展， 音频、文本、视频水印也逐渐得到了发展。

1994 年Matsui [18]将视频的每一帧作为图像后提出了一种视频水印算法。

随后， Boney [19]在Bender [20]提出的回声编码、相位编码等算法的基础上得到了音频信号中的水印算法。Maxemchuk [21]为了保护电子出版物的版权，首先提出在数字文档中嵌入水印，并获得了很好的实验结果。随后数字水印的快速发展使得其成为了数字作品版权保护的主力军。

本文利用信息隐藏技术提出了一种新的保护版权的方法。首先从原始图像中选取一部分像素点组成缩略图，将缩略图作为接下来信息隐藏的载体图像。然后将剩余像素点的DCT 系数经过压缩、编码、加密后作为秘密信息嵌入载体图像中。最后将载密的缩略图在信道中进行传输。这样的方法我们能让只有获取了数字作品所有者许可的用户能够得到高清图像，而其他用户只能获得分辨率不高的缩略图从而保护了作者的版权。