超像素与Arnold变换结合的图像信息隐藏技术

该文提出了一种基于Arnold变换、DCT(离散余弦变换)和CA(元胞自动机)的超像素鲁棒可逆信息隐藏技术，旨在提高图像数据安全通信的效率和隐私保护。这种方法首先利用超像素分割来识别图像块的特性，然后在空间域和变换域中利用CA和DCT技术嵌入隐藏数据。Arnold变换被用来增强安全性，通过随机选择块并应用共享密钥。图像在YCbCr颜色模型下处理，只在Y分量上进行超像素处理。随后，图像被划分为108×800的块，分为均匀和异构两类。根据分类结果，结合DCT和CA的方法在Cb和Cr颜色分量中嵌入秘密数据。实验结果证明了该方案的鲁棒性、不可感知性和视觉质量，与现有先进技术进行了对比。 1. 超像素鲁棒信息隐藏技术 超像素是图像分割的一种高级形式，能够更精确地表示图像的边界，提高信息隐藏的效率和稳定性。通过超像素，图像可以被分割成多个具有相似属性的区域，使得数据嵌入更加均匀且不易被检测。 2. 离散余弦变换（DCT） DCT是一种常见的图像压缩和编码技术，常用于JPEG等图像格式。在这里，DCT被用来转换图像到频率域，便于在不显著影响视觉质量的情况下嵌入隐藏数据。 3. 元胞自动机（CA） CA是一种规则网格上的计算模型，每个单元格的状态根据其相邻单元格的状态和预定义的规则进行更新。在信息隐藏中，CA可以用于创建动态的、难以预测的数据嵌入模式，增加安全性。 4. Arnold变换 Arnold变换是一种混沌变换，常用于图像加密和混淆。这里，它被用于块选择过程，增加隐藏数据的安全性，防止未经授权的访问。 5. 安全性与隐私保护 通过使用可共享密钥和Arnold变换，该方法增强了信息隐藏的安全性，防止未授权的解密和篡改。同时，只在Y分量上进行操作，保留了图像的视觉质量，避免了对Cb和Cr分量的显著影响，确保了视觉上的不可感知性。 6. 性能评估与比较 通过实验和与最新技术的比较，该方案展示了其在鲁棒性、不可感知性和视觉质量方面的优势，证明了其在图像数据安全通信中的实用性。 7. 结论 该研究提出了一种结合超像素、DCT、CA和Arnold变换的创新信息隐藏技术，提高了图像数据的隐藏能力，增强了网络安全，特别适用于多媒体文件的安全传输和隐私保护。未来的研究可能涉及优化数据嵌入策略，进一步提高隐藏容量和鲁棒性。