數(shù)字圖像無損信息隱藏方法研究.pdf

1、自古以來，人類的信息交流方式經歷了從語言、文字到數(shù)字化多媒體的歷史變遷。今天，數(shù)字圖像以其直觀、生動和跨語言等優(yōu)勢，廣泛地應用于國民經濟的各個領域。然而，飛速發(fā)展的信息技術使得數(shù)字圖像的信息安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)。針對這一問題，信息隱藏作為一門新興的交叉學科應運而生。傳統(tǒng)的信息隱藏方法在將隱秘信息嵌入到宿主圖像的過程中，往往給圖像內容造成永久性失真，這成為它在醫(yī)學、遙感及法庭證據(jù)等應用的重要障礙。因此，數(shù)字圖像無損信息隱藏成為近年來多媒體信息

2、安全領域的研究熱點。
　　 本文針對無損信息隱藏方法所面臨的挑戰(zhàn)性問題，分別從可逆性、不可感知性、嵌入模型及魯棒性等方面深入探索了數(shù)字圖像無損信息隱藏的解決之道。本文的主要工作可概括如下：
　　 (1)提出了基于優(yōu)化策略的提升無損信息隱藏方法。首先通過設計優(yōu)化策略進行嵌入?yún)^(qū)域的選擇，然后利用嵌入機制與參數(shù)模型實現(xiàn)了水印與宿主圖像的無失真恢復，從而有效克服了基于直方圖分布約束方法存在的可逆性不穩(wěn)定問題。
　　 (2

3、)考慮到不可感知性在信息隱藏中的重要作用，基于直方圖旋轉的嵌入模型提出了一種內容自適應的可信無損信息隱藏方法。首先利用像素調整策略對宿主圖像進行預處理，有效避免了嵌入過程中的像素溢出，提高了水印圖像的視覺質量；并結合人類視覺系統(tǒng)的感知特性，利用亮度掩膜模型進一步優(yōu)化水印嵌入強度，實現(xiàn)了內容自適應的可信無損水印嵌入與提取。
　　 (3)針對因圖像灰度直方圖多樣性而導致的水印嵌入穩(wěn)定性差、適應性弱等不足，提出了一種基于統(tǒng)計特征的鄰域

4、選擇無損信息隱藏方法。首先利用廣義統(tǒng)計量直方圖良好的分布特性有效克服了灰度直方圖間的差異；在此基礎上，結合直方圖鄰域選擇構建穩(wěn)定的可伸縮式嵌入?yún)^(qū)域，實現(xiàn)了容量的靈活控制，增強了穩(wěn)定性與適應性。同時，加密與無損壓縮技術的使用有效解決了邊信息存儲問題，提高了無損信息隱藏的安全性。
　　 (4)鑒于實際應用環(huán)境中隱秘攻擊對水印圖像的降質影響，將廣義統(tǒng)計量直方圖平移嵌入與聚類算法相結合，提出了基于聚類的空域魯棒無損信息隱藏方法。在深入分

5、析水印圖像嵌入?yún)^(qū)域分布特性的基礎上，利用k-means聚類對其進行動態(tài)劃分，增強了水印抗非惡意處理的魯棒性。實驗結果表明該方法在魯棒性、不可感知性、容量等方面均具有良好的性能，體現(xiàn)了廣泛的適應性和良好的穩(wěn)定性。
　　 (5)為了進一步增強水印抗非惡意處理的魯棒性，結合高通子帶小波系數(shù)分布特征，提出了基于視覺感知的頻域魯棒無損信息隱藏方法。利用屬性啟發(fā)式像素調整策略避免了像素溢出，在此基礎上，通過直方圖平移與聚類算法實現(xiàn)了水印的嵌