The study of multiple layer data hiding scheme for images 張心怡、陳文儉
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ABSTRACT
Data hiding is widely applied to medical purposes, geo-military strategy, data security, digital fingerprint and image coding etc.
The reversible data hiding scheme allows the cover image be recovered from the stego image completely after the secret message being extracted. Tain proposed the famous and important reversible difference expansion (DE) scheme in 2003. Many improving schemes were proposed by the researchers recently. This thesis proposes a reduced difference expansion for reversible multiple-layer data hiding technique. It utilizes a reduced difference expansion method to embed the secret message in the least significant bits. By the reduced difference expansion method, we can embed a large amount of data into the image and maintain good quality in the stego image. We also apply the scheme to medical and color images. Experimental results show that the proposed method can not only enhance the high embedding capacity but also maintain good image quality for all test images.
Keywords : Data Hiding、Reversible Data Hiding、Reversible multiple-layer data hiding、Difference Expansion、Reduced Difference Expansion
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目錄 封面內頁 簽名頁 授權書1 中文摘要iv ABSTRACTv 誌謝vi 目錄vii 圖目錄ix 表目錄xi 第一章緒論1 1.1 前言1 1.2 論 文架構2 第二章相關研究3 2.1 差值擴展3 2.1.1 秘密資訊嵌入過程4 2.1.2 秘密資訊萃取過程6 2.2 醫療影像之多層資料 隱藏7 2.2.1 多層之秘密資訊嵌入過程8 2.2.2多層之秘密資訊萃取過程9 第三章應用可逆之多層資訊隱藏研究11 3.1 多層 之差值擴展資訊隱藏技術12 3.1.1 多層之秘密資訊嵌入過程12 3.1.2 多層之秘密資訊萃取過程14 3.1.3 多層之秘密資訊 嵌入、萃取實際範例16 3.2 彩色多層之差值擴展資訊隱藏技術18 3.2.1 秘密資訊嵌入程序20 3.2.2 秘密資訊萃取程序21 3.2.3 實際範例23 3.3 彩色多層之差值擴展頻譜間隱藏技術26 3.3.1 秘密資訊嵌入程序27 3.3.2 秘密資訊萃取程序31 3.3.3 實際範例35 第四章實驗結果與分析38 4.1 多層差值擴展隱藏技術之比較39 4.2 彩色多層差值擴展資訊隱藏技術之 比較53 4.3 彩色多層差值擴展頻譜間隱藏技術之比較68 第五章結論與未來展望82 參考文獻83 圖目錄 圖2.1 Tian學者所提 出四個集合像素差值4 圖2.2 影像掃描方式7 圖3.1 多層差值擴展隱藏技術之嵌入流程圖12 圖3.2 多層差值擴展隱藏技術之萃 取流程圖12 圖3.3 圖表範例17 圖3.4 彩色多層之差值擴展資訊隱藏技術流程圖19 圖3.5 圖表範例24 圖3.6 彩色多層影像之差 值擴展嵌入實例24 圖3.7 圖表範例25 圖3.8 彩色多層之差值擴展萃取25 圖3.9 彩色多層之差值擴展頻譜隱藏技術嵌入流程 圖26 圖3.10 彩色多層之差值擴展頻譜隱藏技術萃取流程圖27 圖3.11 圖表範例35 圖3.12 彩色多層之差值擴展利用頻譜嵌入 實例36 圖3.13 彩色多層之差值擴展利用頻譜萃取實例37 圖4.1 測試影像（1）40 圖4.2 測試影像（2）41 圖4.3 Lena偽裝影 像42 圖4.4 Baboon偽裝影像影像43 圖4.5 Airplane偽裝影像影像44 圖4.6 Pepper偽裝影像影像45 圖4.7 血管攝影（一）偽裝 影像46 圖4.8 血管攝影（二）偽裝影像47 圖4.9 超音波偽裝影像48 圖4.10 X光偽裝影像49 圖4.11 彩色測試影像（1）54 圖4.12 彩色測試影像（2）55 圖4.13 本論文研究方法產生Lena彩色偽裝影像56 圖4.14 本論文研究方法產生Baboon彩色偽裝 影像57 圖4.15 本論文研究方法產生Airplane彩色偽裝影像58 圖4.16 本論文研究方法產生Pepper彩色偽裝像59 圖4.17 本論文 研究方法產生Goldhill彩色偽裝影60 圖4.18 本論文研究方法產生Sailboat彩色偽裝影像61 圖4.19 本論文研究方法產生Zelda 彩色偽裝影像62 圖4.20 本論文研究方法產生Splash彩色偽裝影像63 圖4.21 頻譜間方法產生Lena彩色偽裝影像為69 圖4.22 頻譜間方法產生Baboon彩色偽裝影像70 圖4.23 頻譜間方法產生Airplane彩色偽裝影像71 圖4.24 頻譜間方法產生Pepper彩色 偽裝影像)72 圖4.25 頻譜間方法產生Goldhill彩色偽裝影像73 圖4.26 頻譜間方法產生Sailboat彩色偽裝影像74 圖4.27 頻譜間 方法產生Zelda彩色偽裝影像75 圖4.28 頻譜間方法產生Splash彩色偽裝影像76 表目錄 表3.1 多層之秘密資訊嵌入實例17 表3.2 多層之秘密資訊萃取實例18 表4.1 自然影像模擬結果之PSNR（dB）和Capacity（bits）比較50 表4.2 醫學影像模擬結 果之PSNR（dB）和Capacity（bits）比較51 表4.3 自然影像模擬結果之真實的Capacity（bits）與Overflow 跟Underflow 的Capacity（bits）52 表4.4 醫學影像模擬結果之真實的Capacity（bits）與Overflow 跟Underflow的Capacity（bits）52 表4.5 彩色多層差值資訊隱藏（一）之PSNR（dB）與真實的Capacity（bits）64 表4.6 彩色多層差值資訊隱藏（二）之PSNR（dB
）與真實的Capacity（bits）65 表4.7 彩色多層差值資訊隱藏（三）之PSNR（dB）與真實的Capacity（bits）66 表4.8 彩色多 層差值資訊隱藏平均之PSNR（dB）及各層真實的藏量（bits）67 表4.9 彩色多層頻譜資訊隱藏技術（一）之PSNR（dB）
及藏量（bits）77 表4.10 彩色多層頻譜資訊隱藏技術（二）之PSNR（dB）及藏量（bits）78 表4.11 彩色多層頻譜資訊隱藏 技術（三）之PSNR（dB）及藏量（bits）79 表4.12 彩色多層頻譜資訊隱藏技術（四）之PSNR（dB）及藏量（bits）80 表4.13 彩色多層頻譜資訊隱藏技術平均之PSNR（dB）及各層藏量（bits）81
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