信息隱藏安全性及優(yōu)化嵌入算法研究.pdf

1、本文在信息隱藏的安全性、隱寫和攻擊博弈、隱寫分析、高效數(shù)據(jù)嵌入算法設(shè)計(jì)等幾個(gè)關(guān)鍵的理論和技術(shù)問題方面進(jìn)行了深入研究，主要研究成果如下： (1)提出了基于Chemoff 信息的隱寫系統(tǒng)安全性度量方法。該方法通過基于多樣本假設(shè)檢驗(yàn)的隱寫分析，建立了聯(lián)合錯(cuò)誤概率同載體與隱寫信號分布的關(guān)系，給出了描述隱寫系統(tǒng)n次觀察下的Chemoff安全性定義，并分析了安全性和兩類錯(cuò)誤概率界限之間的關(guān)系。 (2)提出了以期望安全數(shù)據(jù)傳輸率作為支

2、付函數(shù)的隱寫博弈模型，并給出了博弈均衡條件和均衡局勢下的期望安全數(shù)據(jù)傳輸率。根據(jù)相對嵌入率固定、以概率選擇和自由選擇三種不同情況，隱寫博弈分別建模成矩陣博弈、貝葉斯博弈和二人零和無限博弈。通過博弈論模型建模了隱寫方和攻擊方之間的博弈對抗關(guān)系。 (3)提出了一種隱寫分析中基于勢函數(shù)的嵌入數(shù)據(jù)量估計(jì)方法，并將之用于LSB置換嵌入和一種改進(jìn)LSB嵌入算法的嵌入數(shù)據(jù)量估計(jì)。在這兩種估計(jì)算法中分別采用了圖像的像素直方圖分布的連續(xù)性，以及差

3、分直方圖擬合偏差作為勢函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對嵌入數(shù)據(jù)量的準(zhǔn)確估計(jì)?；趧莺瘮?shù)的方法給出了嵌入數(shù)據(jù)量估計(jì)算法設(shè)計(jì)的一般思路。 (4)提出了基于非一致性量化的數(shù)據(jù)嵌入方法，具體給出了嵌入到圖像象素預(yù)測誤差和圖像象素值的兩種高效數(shù)據(jù)嵌入算法。在第一個(gè)算法中使用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測器有效降低感知失真，第二個(gè)算法以圖像結(jié)構(gòu)相似度失真作為約束，以嵌入數(shù)據(jù)容量為優(yōu)化指標(biāo)，通過動(dòng)態(tài)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的優(yōu)化嵌入。研究結(jié)果表明非一致性量化嵌入的方法能較好的平衡的感知

4、質(zhì)量和容量之間的固有矛盾。 (5)研究了以損失感知質(zhì)量或容量為手段的安全數(shù)據(jù)嵌入方法，提出了兩種分別用于JPEG圖像和矢量量化編碼圖像的安全嵌入算法。在JPEG圖像安全數(shù)據(jù)嵌入算法中，通過模擬退火算法求解量化嵌入中的調(diào)整變量矢量，在損失感知質(zhì)量的情況下實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)特性的保持。矢量量化編碼圖像安全嵌入算法中，基于熵解碼降低數(shù)據(jù)嵌入容量實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)特性的保持，并利用基于遺傳算法的矢量量化碼書分割算法進(jìn)一步保證了感知質(zhì)量。通過使用優(yōu)化算法