數(shù)字圖像信息隱藏的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)和信息隱藏技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)可以在通信網(wǎng)絡(luò)中迅速便捷地傳輸,然而帶來通信便利的同時(shí),也給多媒體數(shù)據(jù)的使用帶來了前所未有的安全性問題.保護(hù)信息能安全傳輸?shù)男畔㈦[藏技術(shù)成為信息安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).信息隱寫技術(shù)作為信息隱藏技術(shù)重要分支,通過將秘密信息隱藏到公開的數(shù)字媒體中,然后通過公開的信息傳輸來傳遞秘密信息,隱藏秘密信息數(shù)據(jù)后的載體能夠被正常的訪問和使用因而具有更強(qiáng)的隱蔽性.本文主要研究以數(shù)字圖像為載體的信息隱寫技術(shù).

2、>　　(1)提出了基于像素差和模函數(shù)的彩色圖像信息隱寫算法.提出的算法充分地考慮了彩色圖像紅,綠,藍(lán)三個(gè)位平面的相關(guān)性及人類視覺對(duì)彩色圖像像素變化的敏感性.把圖像分塊后,嵌入到紅,藍(lán)兩位平面的信息的比特?cái)?shù)是由同一像素塊中綠色位平面中相鄰像素與中間像素差的大小來決定.嵌入后通過像素的調(diào)整能保證嵌入前后兩像素差所屬的劃分區(qū)域的一致性.更重要的是我們用數(shù)學(xué)證明嵌入后的秘密信息能完全正確地提取出來.
　　(2)提出了基于像素差和改進(jìn)的EM

3、D信息隱寫算法.我們分析了Kier-Changt等人提出的改進(jìn)的基于修改方向的編碼技術(shù)的信息隱藏算法存在的不足:他們所提出的算法每幅圖像至少需要524Kb的存儲(chǔ)空間保存嵌入矩陣.最初的EMD算法的不足主要是:一幅圖像中每個(gè)像素嵌入相同數(shù)量的信息比特位數(shù).我們提出的算法首先應(yīng)用Hilbert曲線掃描圖像得到一維的像素序列,取連續(xù)的2個(gè)像素的像素差作為秘密信息的載體,改進(jìn)了原始的EMD,考慮了圖像像素局部特性及圖像的視覺冗余,在不同的像素差

4、的像素對(duì)嵌入不同容量的秘密信息.改進(jìn)了Kier-Changt等人提出的算法,嵌入過程中不需要存儲(chǔ)空間來保存嵌入矩陣.
　　(3)提出了基于邊緣匹配預(yù)測(cè)和改進(jìn)的EMD信息隱寫算法.考慮在3×3圖像塊中像素與它周圍像素的相關(guān)性,不像傳統(tǒng)的EMD,在每個(gè)像素上嵌入相同的秘密信息比特?cái)?shù),造成相同的圖像失真.分析了Lee等人提出的插值法,插值法通過已有的像素值去估計(jì)未知的像素值,由于只是一種近似的估計(jì),圖像插值會(huì)引起圖像一部分失真.因此,插

5、值的次數(shù)越多,圖像的失真率就更大,嚴(yán)重影響圖像的質(zhì)量和嵌入信息的容量.針對(duì)上述兩種嵌入信息算法的不足,提出了基于邊緣匹配預(yù)測(cè)誤差和改進(jìn)的EMD信息嵌入和提取算法,應(yīng)用原始圖像的像素與相應(yīng)的預(yù)測(cè)像素之間的差值來決定嵌入信息的比特?cái)?shù).通過模函數(shù)改進(jìn)EMD算法嵌入秘密信息,充分考慮人類視覺對(duì)不同像素區(qū)域像素變化的敏感度的差異.
　　(4)提出了基于像素差和索引函數(shù)的信息隱藏算法.改進(jìn)了Jung和Yoo提出的索引函數(shù),考慮在2×2像素塊中