图像隐写分析算法研究

论文摘要

上世纪九十年代初,信息隐藏作为一种信息安全技术开始兴起,伴随着各种隐藏算法及工具的出现和广泛传播,如何有效地控制这种技术的合法使用正逐步成为信息安全领域一个热点问题。数字静止图像是互联网上重要的多媒体信息存储及传输形式,由于其使用的广泛性及存在的多种冗余空间,成为非常合适的信息隐藏载体,针对静止图像的信息隐藏技术研究始终处于整个信息隐藏研究体系的核心位置,吸引了很多相关研究机构的倾力投入。与之同时,其对抗性技术——图像隐写分析也成为信息安全领域的一个新的焦点问题。本文首先简要介绍了信息隐藏的概念、模型及发展现状;然后详细介绍了几类基于图像的信息隐藏算法及其相应的隐写分析算法;然后针对基于加性噪声的信息隐藏系统模型进行了分析,并对相应的信息隐藏算法及软件工具的使用进行了深入研究,在此基础上提出了一种新的针对基于加性噪声的信息隐藏算法的分析算法。新算法利用了载体图像与嵌入信息的独立性及信号的稀疏表示,构造了一种三维散点图来表示和描述秘密信息嵌入过程对载体图像直方图及其相邻像素差分直方图的影响,并从中设计一个有效的检测参数,度量嵌入过程对载体图像相应统计特性的改变。最后对所提出的隐写分析算法进行了仿真,对一系列标准测试图像进行了测试,验证了所提出的隐写分析算法的有效性,同时基于测试结果对算法性能进行了分析,并提出了算法中存在的问题及改进方向。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 本文的结构安排
• 第二章 基于图像的信息隐藏技术
• 2.1 信息隐藏概述
• 2.1.1 信息隐藏的概念
• 2.1.2 信息隐藏的分类
• 2.1.3 信息隐藏的应用
• 2.2 基于图像的信息隐藏技术
• 2.2.1 图像信息隐藏的模型及相关术语
• 2.2.2 图像信息隐藏技术的分类
• 2.2.3 图像信息隐藏技术的性能指标
• 第三章 基于图像的信息隐藏分析技术
• 3.1 图像信息隐藏分析技术概述
• 3.1.1 图像信息隐藏分析的概念
• 3.1.2 图像信息隐藏分析技术的分类
• 3.1.3 图像信息隐藏技术的安全性分析
• 3.2 图像信息隐藏的主要算法及相应的分析算法
• 3.2.1 空域 LSB的图像信息隐藏与分析算法
• 3.2.2 JPEG图像中的信息隐藏与分析算法
• 3.2.3 调色板图像中的信息隐藏与分析算法
• 3.3 基于加性噪声的空域隐藏算法
• 3.3.1 基于加性噪声的空域隐藏分析算法概述
• 3.3.2 pmK隐藏算法
• 3.3.3 A+File Protection隐藏软件
• 3.3.4 Hide4PGP隐藏软件
• 第四章 基于信号独立性与稀疏表示的图像空域隐写分析算法
• 4.1 算法基本思想
• 4.2 算法实现流程
• 4.3 实验结果及分析
• 4.3.1 阈值T的选取
• 4.3.2 实验结果及分析
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢