无损信息隐藏技术

论文摘要

随着信息和多媒体技术的飞速发展,多媒体信息给人们的生活创造了极大地便利,但同时也暴露出越来越多的安全隐患问题。信息隐藏技术作为信息安全技术研究领域中的一个新兴方向得到广泛关注,在版权保护、信息认证、篡改提示、国家安全、秘密通信等方面,也得到了广泛的研究和应用。但是由于在信息隐藏的过程中通常会引起原始数据发生不可恢复的改变,而这种改变所带来的失真对原始数据要求较高的应用领域中是不能忽略的,因此迫切需要一种既能有效地避免破坏原始数据信息,又能通过隐藏数据发挥作用的新方法—无损信息隐藏技术。无损信息隐藏方法作为信息隐藏技术的分支,不仅可以从载体数据中提取出完整的隐藏数据,还可以得到原始的不含隐藏数据的准确拷贝。本文首先回顾了信息隐藏特别是无损信息隐藏的技术发展,在现有理论基础上提出的已有的算法,并根据嵌入原理的不同,从空域和频域上分别进行了介绍;然后研究了整数小波变换的原理和其在无损信息隐藏技术的应用;最后着重介绍了频域中的无损信息隐藏方法实现。这其中贯穿了无损信息隐藏方法中涉及到的如直方图调整、置乱、压缩处理等技术的介绍说明。频域中的无损信息隐藏算法首先根据整数小波变换后频域上小波系数对空域中的像素值的变换,对原始图像进行直方图的调整,然后进行小波变换并选择在小波系数的高频中嵌入隐藏数据信息,再经过小波逆变换得到嵌入数据后的隐蔽图像,从而实现无损信息隐藏。为了突出本算法的优点,本文还进行了另外两种的实现方案:第一个方案是对图像进行一次整数小波变换,在三个高频区利用各自的峰值(零点处)嵌入数据,实现无损信息隐藏;第二个方案是对图像进行一次整数小波变换,然后在三个高频和一个低频嵌入数据,三个高频区的嵌入使用相同的算法,低频区的嵌入算法同空域中类似,最后进行整数小波逆变换实现无损信息隐藏。通过最后的实验结果表明在相同的峰值信噪比下,本文中提出的算法比已有的算法具有更高的数据嵌入量,而且在较高的峰值信噪比条件下,依然比其它方法有较大的数据信息嵌入量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 信息隐藏技术研究的目的和意义
• 1.2 信息隐藏技术的研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 基于图像的无损信息隐藏技术
• 2.1 信息隐藏技术
• 2.1.1 信息隐藏的概念
• 2.1.2 信息隐藏的历史
• 2.1.3 信息隐藏的分类
• 2.1.4 信息隐藏与密码术
• 2.2 基于图像的信息隐藏技术
• 2.2.1 技术分类
• 2.2.2 一般模型
• 2.2.3 相关术语
• 2.2.4 基本特点
• 2.2.5 图像质量评价和性能分析方法
• 2.3 基于图像的无损信息隐藏技术
• 2.3.1 无损信息隐藏的概念
• 2.3.2 技术发展及现有方法
• 第三章 基于频域的无损信息隐藏技术
• 3.1 置乱技术
• 3.1.1 Arnold变换的定义
• 3.1.2 Arnold变换的周期性
• 3.1.3 Arnofd变换中置乱度
• 3.2 直方图技术
• 3.2.1 图像灰度直方图
• 3.2.2 直方图调整技术
• 3.3 小波分析
• 3.3.1 小波分析的历史起源
• 3.3.2 第一代小波变换
• 3.3.3 小波变换的提升方案
• 3.4 整数小波变换
• 3.4.1 在无损信息隐藏中的应用
• 3.4.2 基于人类视觉系统（HVS）特性频带的选取
• 3.4.3 基于图像的整数小波分解与重构
• 第四章 无损信息隐藏系统实现
• 4.1 基于整数小波的无损信息隐藏的实现
• 4.1.1 溢出处理
• 4.1.2 压缩处理
• 4.2 算法实现
• 4.2.1 开发环境
• 4.2.2 实现步骤
• 4.2.3 算法分析
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 5.1 工作内容
• 5.2 现有问题及新技术展望
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢