图像中隐形信息的检测

论文摘要

本文试图通过对原始图像和含密图像的统计分析,利用基于支持向量机的分类器技术,设计出检测正确率较高的隐写分析算法,并在此基础之上估算出在图像文件中所嵌入的信息量,为今后的信息提取做准备。本文的工作集中在以下几个方面:1、设计了一种针对8 位灰度位图进行检测的隐写分析算法。设计思想是,位图中嵌入隐形信息之后,对相邻像素进行差分,然后对所得的量进行统计,得到统计量X。以X 的过零率、模极大值、峰值个数等统计量作为支持向量机的二类分类器的使用特征,对原始图像和含密图像进行分类。此方法对多种针对位图的隐写算法都有效。本文用这种方法对原始图像和各种含密图像分别进行检测,其中原始图像的检测平均正确率为94.9%,含密图像的检测平均正确率为91.3%,检测效果令人满意。2、设计了检测JSteg隐写算法所产生的JPEG 文件的隐写分析算法。设计的基本思路是,根据JSteg隐写算法会改变JPEG 文件DCT 系数分布规律的特点,取DCT 系数的出现频率为特征,利用Fisher 线性分类器进行分类。但是Fisher 线性分类器对嵌入信息量较少的含密图像检测性能不佳,本文引入了核Fisher 判别的方法,提高了对嵌入信息量较少的含密图像检测的正确率。采用核Fisher 判别的方法检测20%信息嵌入量的含密图像,其正确率从59%提升到63%。3、信息嵌入量越大,DCT 系数的出现频率波动越剧烈,利用这种特点,支持向量机的多类分类器可以估算JPEG文件中的信息嵌入量。此方法对各种不同容量的检测正确率平均可以达到89%,结果令人满意。4、通常认为,在冗余性能不等的图像中嵌入等量的信息,则冗余越高的含密图像越不容易被检测,本文设计了一种方法加以验证。5、原始图像和含密图像被攻击后,它们的某些统计量将有不同的变化趋势。根据这种设想,分别对原始位图和由S-Tools 隐写生成的含密图像进行攻击,从中提取峰值信噪比、局部方差等特征,用来检测其中的隐形信息,并估算所含信息量。利用这种方法检测S-Tools 生成的含密图像信息嵌入量,平均检测正确率达到86%。图像中隐形信息检测的研究正处于起步阶段。本文设计的算法与其他现有的算法相比较,有以下几方面的优点:1、本文设计的几种隐写分析算法远高于通常认为可接受的检测正确率,检测性能较好。2、本文的算法不但可以正确检测

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文的主要章节安排
• 第二章 数字隐写技术
• 2.1 信息安全技术的发展与现状
• 2.2 数字隐写技术的原理
• 2.3 数字隐写技术的安全性
• 2.4 数字隐写算法的分类
• 2.5 数字隐写的信息嵌入量
• 第三章 数字隐写分析技术
• 3.1 隐写分析术介绍
• 3.2 隐写分析技术的原理
• 3.3 隐写分析的发展与现状
• 第四章 基于位图的隐写分析算法
• 4.1 研究目的
• 4.2 特征的提取及分析
• 4.3 基于支持向量机的二类分类器
• 4.4 实验结果
• 4.5 算法小结
• 第五章 基于JPEG 的隐写分析算法
• 5.1 针对JSteg 的隐写分析算法
• 5.1.1 研究目的
• 5.1.2 特征的提取及分析
• JPEG DCT 系数提取
• 特征向量的提取
• 5.1.3 分类器
• Fisher 线性判别（Fisher Linear Discriminant）
• 核Fisher 判别（Kernel Fisher Discriminant）
• 5.1.4 实验结果
• 5.2 针对JSteg 的容量检测
• 5.2.1 研究目的
• 5.2.2 特征的提取及分析
• 5.2.3 基于支持向量机的多类分类器
• 5.2.4 实验结果
• 5.2.5 算法小结
• 5.3 思考与讨论
• 第六章 基于攻击的S-Tools 隐写分析算法
• 6.1 研究目的
• 6.2 特征的提取及分析
• 6.3 实验结果
• 6.4 算法小结
• 第七章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 论文独创性声明
• 论文使用授权声明