基于DCT域的JPEG图像隐写分析算法研究

论文摘要

JPEG图像是目前互联网上应用较多的图像格式之一,由于标准JPEG图像采用DCT变换,因此JPEG图像被广泛应用于DCT域的数字隐写。本文在深入分析JPEG图像数字隐写及隐写分析技术的基础上,对针对JPEG图像的通用隐写分析算法进行了研究,所做的主要工作及取得的主要成果如下:1、介绍了信息隐藏的历史、研究现状及应用领域;讨论了数字隐写的模型、技术分类及研究现状;阐述了隐写分析的重要性、技术分类及研究现状。2、对三种经典的基于JPEG图像的数字隐写技术(Jsteg、F5、MB)的隐写原理、对图像统计特性的影响、算法性能等进行了分析比较,指出了三种数字隐写算法的优缺点;介绍了三种相应的隐写分析算法,并进行了实验仿真及结果分析,指出了存在的不足。3、提出一种基于多特征的F5隐写分析算法,根据F5数字隐写算法给载体图像带来的统计变化,从DCT系数直方图、0游程统计数量和空域像素8×8块边界不连续性的改变等提取一个35维的有效特征向量。算法实现时选择支持向量机作为分类器,利用特征向量对载密图像进行分类识别。在多种训练条件下对分类器的检测性能进行了实验仿真,实验结果表明,在不同训练条件下,算法对F5载密图像有较高的检测率,并且算法明显改善了对低嵌入率载密图像的检测性能。4、提出一种基于支持向量机的通用隐写分析算法。通过研究DCT系数统计模型及变换域数字隐写算法的一般原理,提取了DCT系数直方图差异、直方图质心变化、共生矩阵及边界不连续性的改变等46个变换域和空域特征用于对Jsteg、F5、MB数字隐写算法进行分类识别。实验结果显示,在不同训练条件下,分类器对不同类型、不同嵌入率载密图像具有较高的检测率,并且虚警率较低,算法性能稳定。最后,对本文工作进行了总结,并对隐写分析技术的发展进行了展望,指出了未来的研究方向和构想。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 信息隐藏技术概述
• 1.1.1 信息隐藏技术定义和分类
• 1.1.2 信息隐藏技术国内外研究现状
• 1.1.3 信息隐藏技术的研究热点及发展趋势
• 1.1.4 信息隐藏技术的应用
• 1.2 数字隐写技术
• 1.2.1 数字隐写的通信模型
• 1.2.2 数字隐写技术的发展
• 1.2.3 数字隐写的理论安全性研究
• 1.3 隐写分析技术
• 1.3.1 隐写分析的目的和意义
• 1.3.2 图像隐写分析技术分类
• 1.3.3 图像隐写分析技术发展现状
• 1.4 本文所做的主要工作
• 第二章 基于JPEG图像的数字隐写及攻击技术
• 2.1 JPEG 压缩技术简介
• 2.2 数字隐写技术评估与隐写分析评价
• 2.2.1 数字隐写技术评估指标
• 2.2.2 隐写分析技术评价
• 2.3 Jsteg数字隐写及攻击技术
• 2.3.1 Jsteg 数字隐写技术
• 2.3.2 针对Jsteg的攻击技术
• 2.3.3 实验仿真
• 2.4 F5 数字隐写及攻击技术
• 2.4.1 F5 数字隐写技术
• 2.4.2 针对F5 的攻击技术
• 2.4.3 实验仿真
• 2.5 基于模型的数字隐写及攻击技术
• 2.5.1 基于JPEG图像的MB 数字隐写技术
• 2.5.2 针对MB 的攻击技术
• 2.5.3 实验仿真
• 2.6 三种隐写算法性能比较
• 2.7 本章小结
• 第三章 基于多特征的F5隐写分析算法
• 3.1 引言
• 3.2 针对F5 算法的多特征提取
• 3.2.1 多特征提取的必要性
• 3.2.2 F5 算法引起的特征变化
• 3.2.3 特征提取
• 3.3 算法设计
• 3.3.1 支持向量机
• 3.3.2 算法实现方法
• 3.4 实验仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于SVM的通用隐写分析算法
• 4.1 引言
• 4.2 通用隐写分析算法研究
• 4.3 基于SVM的通用隐写分析算法
• 4.3.1 特征提取
• 4.3.2 分类检测的实现
• 4.4 实验仿真
• 4.5 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢