1.前言

本文提出了當前經典的彩圖隱寫方案，它具有聚類修改方向的特點，是第一個公認的彩色圖隱寫方案，為后續彩圖隱寫術和隱寫分析工作提供了清晰的思路，具有深遠的意義。

2.背景

現代灰度圖像隱寫方案是在最小化失真函數框架下設計的，流行的隱寫方案包括HUGO、WOW、S-UNIWARD、MG、HILL等。

在彩色圖像中，一些臨時的隱寫方案假定可以將每個顏色通道獨立地視為灰度圖像進行嵌入。由于這些方案未考慮顏色通道之間的相關性，因此可能會留下明顯的隱寫痕跡，而這些痕跡很容易被最新的彩色隱寫分析模型捕獲，例如CRM(color rich model，彩色富模型)和CCRM(channel correlation rich model，色彩豐富的通道相關模型)等。

2015年，有學者提出了一個可應用于灰度圖隱寫領域的CMD(clustering modi?cation directions，聚類修改方向)隱寫策略，它保證了嵌入秘密信息后局部區域修改的方向相同，從而使得隱寫痕跡不易被檢測到，這有效提高了灰度圖像隱寫術的安全性。

3.彩圖隱寫方案

3.1綜述

在本文中，借鑒灰度圖的CMD策略，提出了一種應用于彩色圖像的隱寫策略，稱為CMD-C(clustering modification directions for color components，彩色成分的聚類修改方向)，其目的不僅在于保留顏色通道內的相關性，而且還保留顏色通道之間的相關性。為了實現此策略，可分解每個顏色通道圖為幾個子圖像，將分段的秘密信息按照設定的順序嵌入到所有子圖像中。嵌入期間，嵌入成本根據鄰域的六個像素值進行更新，其中四個像素值來自同一顏色通道的四個相鄰像素，另兩個像素值來自兩個其他顏色通道但在相同像素位置的兩個像素。提出的策略可以與WOW和HILL等最新的隱寫方案結合使用，有效抵抗針對彩色圖像的隱寫分析，具有很高的安全性。

3.2彩色圖像信息嵌入簡述

嵌入到圖像中的秘密信息都被轉換成1或-1的形式，因此對于圖像像素來說，嵌入修改的情況有三種，即+1、-1、0。這種嵌入形式即是典型的三元嵌入方式。

做如下聲明：

則嵌入成本的三種表示方式為：

上述公式中，L和W是圖像的長度和寬度，D是顏色通道的數量。

3.3CMD-C隱寫方案

CMD-C方案詳細步驟如下。

4隱寫方案測試與分析

4.1實驗基本配置

主要的隱寫算法是：HILL、WOW、HILL-CMD、WOW-CMD、HILL-CMD-C、WOW-CMD-C。

使用了CFA去馬賽克算法(PPG)和降采樣算法(LAN、BIL、BIC、Nearest-neighbor)處理基礎數據集BOSSBase，生成四個實驗數據集：BOSS-LAN、BOSS-BIL、BOSS-BIC、BOSS-NN。

使用傳統的隱寫分析方案檢測此隱寫方案的安全性。本文涉及的傳統隱寫分析方法是：SRM、CRM、CCRM和SCCRM。

4.2隱寫檢測分析

實驗結果如下圖。結果表格中，縱軸是隱寫術方案，它們的隱寫率均為0.4，橫軸是隱寫分析方案，表格中數值是隱寫檢測的錯誤率。

分析可知，通過CRM和SCCRM可以很容易地檢測到WOW和HILL，基于CMD的方案比WOW和HILL的隱寫安全性較好，基于CMD-C的方案的隱寫術安全性最佳。在SRM隱寫檢測結果中，HILL-CMD的性能優于WOW-CMD-C，但在CRM或CCRM隱寫檢測結果中，HILL-CMD性能不如WOW-CMD-C，這表明HILL-CMD比WOW-CMD-C保留的空間相關性更好，WOW-CMD-C比HILL-CMD保留的顏色通道相關性更好。

4.3貢獻

(1)基于仿真實驗結果，證明了保留彩色圖的顏色通道間的相關性帶來了更高的安全性。

(2)提出了用于彩色圖像隱寫術的CMD-C策略，該策略可以靈活地將灰度圖隱寫術(例如WOW和HILL)應用于彩色圖隱寫領域中。

總結

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