Exploiting Fine-Grained DCT Representations for Hiding Image-Level Messages within JPEG Images

要約

タイトル：JPEGイメージ内の画像レベルメッセージを隠蔽するためのFine-Grained DCT表現の利用

要約：

– 画像レベルメッセージを隠蔽することは、大きな容量、高い不可知性、高いセキュリティが必要であり、ビットレベルのメッセージを隠蔽するよりも難しい。
– これまでの研究では、カバーとしての損失のない空間画像に限定されており、日常生活で普及している損失yフォーマットのJPEG画像に直接適用することはできなかった。
– JPEG圧縮標準では、画像パッチの$8\times8$上でDCTを密に取ることがコアであることを考慮して、Fine-Grained DCT表現を総合的に利用することができる新しいモデル、\textsf{EFDR}を設計した。
– 具体的には、JPEGカバー画像と隠し画像をFine-Grained DCT表現に変換し、周波数をコンパクト化し、ブロック間およびブロック内の相関性に関連付ける。
– Fine-Grained DCT表現は、サブバンド特徴強化モジュールによってさらに強化される。
– その後、トランスフォーマーベースの反転可能性モジュールが設計され、強化されたサブバンド特徴を融合する。
– この設計により、各サブバンドにおけるFine-Grained自己注意を可能にし、長距離依存関係を捕捉しながら、隠蔽と復元のための優れた可逆性を維持することができる。
– 同種の色の等しい画像をカラーJPEG画像に組み込む最初の試み。
– 大規模な実験は、\textsf{EFDR}の優れた性能を示している。

要約(オリジナル)

Unlike hiding bit-level messages, hiding image-level messages is more challenging, which requires large capacity, high imperceptibility, and high security. Although recent advances in hiding image-level messages have been remarkable, existing schemes are limited to lossless spatial images as covers and cannot be directly applied to JPEG images, the ubiquitous lossy format images in daily life. The difficulties of migration are caused by the lack of targeted design and the loss of details due to lossy decompression and re-compression. Considering that taking DCT densely on $8\times8$ image patches is the core of the JPEG compression standard, we design a novel model called \textsf{EFDR}, which can comprehensively \underline{E}xploit \underline{F}ine-grained \underline{D}CT \underline{R}epresentations and embed the secret image into quantized DCT coefficients to avoid the lossy process. Specifically, we transform the JPEG cover image and hidden secret image into fine-grained DCT representations that compact the frequency and are associated with the inter-block and intra-block correlations. Subsequently, the fine-grained DCT representations are further enhanced by a sub-band features enhancement module. Afterward, a transformer-based invertibility module is designed to fuse enhanced sub-band features. Such a design enables a fine-grained self-attention on each sub-band and captures long-range dependencies while maintaining excellent reversibility for hiding and recovery. To our best knowledge, this is the first attempt to embed a color image of equal size in a color JPEG image. Extensive experiments demonstrate the effectiveness of our \textsf{EFDR} with superior performance.

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