The least-significant-bit (LSB)-based approach is a popular type of steganographic algorithms in the spatial domain. However, we find that in most existing approaches, the choice of embedding positions within a cover image mainly depends on a pseudorandom number generator without considering the relationship between the image content itself and the size of the secret message. Thus the smooth/flat regions in the cover images will inevitably be contaminated after data hiding even at a low embedding rate, and this will lead to poor visual quality and low security based on our analysis and extensive experiments, especially for those images with many smooth regions. In this paper, we expand the LSB matching revisited image steganography and propose an edge adaptive scheme which can select the embedding regions according to the size of secret message and the difference between two consecutive pixels in the cover image. For lower embedding rates, only sharper edge regions are used while keeping the other smoother regions as they are. When the embedding rate increases, more edge regions can be released adaptively for data hiding by adjusting just a few parameters. The experimental results evaluated on 6000 natural images with three specific and four universal steganalytic algorithms show that the new scheme can enhance the security significantly compared with typical LSB-based approaches as well as their edge adaptive ones, such as pixel-value-differencing-based approaches, while preserving higher visual quality of stego images at the same time.

In the past more than one decade, hundreds of reversible data hiding (RDH) algorithms have been reported. Via exploring the correlation between the neighboring pixels (or coefficients), extra information can be embedded into the host image reversibly. However, these RDH algorithms cannot be accomplished in encrypted domain directly, since the correlation between the neighboring pixels will disappear after encryption. In order to accomplish RDH in encrypted domain, specific RDH schemes have been designed according to the encryption algorithm utilized. In this paper, we propose a new simple yet effective framework for RDH in encrypted domain. In the proposed framework, the pixels in a plain image are first divided into sub-blocks with the size of $m\times n$ . Then, with an encryption key, a key stream (a stream of random or pseudorandom bits/bytes that are combined with a plaintext message to produce the encrypted message) is generated, and the pixels in the same sub-block are encrypted with the same key stream byte. After the stream encryption, the encrypted $m\times n$ sub-blocks are randomly permutated with a permutation key. Since the correlation between the neighboring pixels in each sub-block can be well preserved in the encrypted domain, most of those previously proposed RDH schemes can be applied to the encrypted image directly. One of the main merits of the proposed framework is that the RDH scheme is independent of the image encryption algorithm. That is, the server manager (or channel administrator) does not need to design a new RDH scheme according to the encryption algorithm that has been conducted by the content owner; instead, he/she can accomplish the data hiding by applying the numerous RDH algorithms previously proposed to the encrypted domain directly.

Among various digital image formats used in daily life, the Joint Photographic Experts Group (JPEG) is the most popular. Therefore, reversible data hiding (RDH) in JPEG images is important and useful for many applications such as archive management and image authentication. However, RDH in JPEG images is considerably more difficult than that in uncompressed images because there is less information redundancy in JPEG images than that in uncompressed images, and any modification in the compressed domain may introduce more distortion in the host image. Furthermore, along with the embedding capacity and fidelity (visual quality), which have to be considered for uncompressed images, the storage size of the marked JPEG file should be considered. In this paper, based on the philosophy behind the JPEG encoder and the statistical properties of discrete cosine transform (DCT) coefficients, we present some basic insights into how to select quantized DCT coefficients for RDH. Then, a new histogram shifting-based RDH scheme for JPEG images is proposed, in which the zero coefficients remain unchanged and only coefficients with values 1 and -1 are expanded to carry message bits. Moreover, a block selection strategy based on the number of zero coefficients in each 8 × 8 block is proposed, which can be utilized to adaptively choose DCT coefficients for data hiding. Experimental results demonstrate that by using the proposed method we can easily realize high embedding capacity and good visual quality. The storage size of the host JPEG file can also be well preserved.