多媒体数据中多重信息隐藏方法研究

论文摘要

随着宽带互联网的不断普及与数字多媒体(图像、视频和音频等)技术的高速发展,信息隐藏技术作为版权保护和秘密通信的一种有效手段,引起了人们越来越多的关注。目前的信息隐藏算法通常只为实现版权保护或者身份认证等单一目标而设计,且存在着空间利用率低、扩展性差和容量偏小等问题。而多重信息隐藏是解决这些问题的一种行之有效的方法。多重信息隐藏在多媒体数据跟踪、数据用途监控和多重属性管理等方面都有着巨大的优势。本文在对已有的多媒体数据信息隐藏算法进行充分调研和细致分析的基础上,针对传统信息隐藏算法中存在的上述问题提出了相应的解决方案。本文的主要贡献如下:针对图像水印算法中存在的空间利用率低,功能单一的问题,本文提出了一种双重图像水印方案,在图像中的鲁棒系数嵌入水印的同时在敏感系数上嵌入易碎水印来确保图像完整性,增加了水印功能并提高了空间利用率。针对视频水印算法中存在的空间利用率低的问题,本文提出了一种双重视频水印方案,该算法在关键帧与非关键帧上同时进行信息隐藏,极大地提高了空间利用率。在关键帧中,为了适应实时编码水印的需求,我们提出了利用预测模式的方法来进行关键帧鲁棒水印嵌入,从而降低了计算量并且没有引入信息损失。在非关键帧中,该算法嵌入了易碎水印用于检测恶意篡改。针对音频隐蔽通信中存在的信道容量小,扩展性差的问题,本文提出了一种混合隐蔽信道,同时利用语音数据流的存储与时隙特性,可以与现有的任意存储信道方案相结合,增大了信道容量,增强了扩展性。本文通过对多媒体信息特征的分析与处理,利用多重信息隐藏方法,解决了目前算法中存在的空间利用率低、扩展性差和容量偏小等问题。我们编写程序实现了本文中给出的算法,并将其与现有算法进行对比实验,结果显示本文中的信息隐藏方案在功能上得到了完善与改进,并且在性能也有了较大提升。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 表格
• 插图
• 第1章 引言
• 1.1 信息隐藏技术简介
• 1.1.1 水印技术历史
• 1.1.2 隐写技术历史
• 1.1.3 数字水印的重要性
• 1.1.4 隐写技术的重要性
• 1.2 信息隐藏技术发展现状
• 1.3 本文工作的主要内容与结构
• 1.3.1 本文研究思路
• 1.3.2 本文结构安排
• 1.4 本章小结
• 第2章 信息隐藏的应用
• 2.1 水印的应用
• 2.1.1 广播监控
• 2.1.2 物主识别
• 2.1.3 所有权证明
• 2.1.4 交易跟踪
• 2.1.5 内容验证
• 2.1.6 设备控制
• 2.1.7 后期增强
• 2.2 隐写术的应用
• 2.3 双重水印
• 2.4 本章小结
• 第3章 图像中双重水印算法研究
• 3.1 JPEG 简介
• 3.2 相关工作
• 3.3 我们的双重水印算法
• 3.3.1 改进的逐像素掩模
• 3.3.2 基于伪随机序列的位替换
• 3.3.3 敏感度评估
• 3.3.4 双重嵌入方案
• 3.4 标志水印方案的扩展
• 3.4.1 标志的嵌入
• 3.4.2 标志提取
• 3.4.3 安全性分析
• 3.5 实验结果
• 3.5.1 数值序列水印
• 3.5.2 标志水印
• 3.5.3 易碎水印
• 3.6 本章小结
• 第4章 视频中双重水印算法研究
• 4.1 H.264 简介
• 4.1.1 H.264 的优点
• 4.1.2 H.264 中的关键技术
• 4.2 相关工作
• 4.3 本文的方案
• 4.3.1 总览
• 4.3.2 DCT 系数水印
• 4.3.3 预测模式水印
• 4.3.4 易碎水印
• 4.3.5 水印嵌入
• 4.3.6 水印检测
• 4.4 实验结果
• 4.5 本章小结
• 第5章 音频中的隐蔽信道
• 5.1 VoIP 简介
• 5.1.1 VoIP 的关键技术
• 5.2 相关工作
• 5.3 我们的方案
• 5.3.1 提出的模型
• 5.3.2 数据包选择策略
• 5.3.3 性能分析
• 5.3.4 应对方案
• 5.4 实验结果
• 5.5 本章小结
• 第6章 结束语
• 6.1 本文总结
• 6.2 进一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果