基于材料腐蚀图像处理的信息隐藏系统研究

论文摘要

信息隐藏作为保障信息安全的新技术,吸引了国内外众多学者的关注,己成为信息安全领域的研究热点。保证信息安全的传统方法是加密技术,加密技术是对需要保密的信息进行加密,由于知道存在秘密信息,因此容易被攻击者截取和破译。而信息隐藏技术是隐藏信息的存在性,它将秘密信息隐藏在另一公共载体中,使攻击者不知道是否存在秘密信息,从而保证信息使用、传输的隐蔽性,达到及提高信息的安全。在材料腐蚀研究中,材料经过大气环境暴露,表面有一定的腐蚀特征出现(腐蚀斑点、颜色变色等),当用摄像头采集腐蚀材料进行研究时,材料外观腐蚀特征将以图像的方式表现出来,通过分析处理该材料腐蚀特征图像信息,可分析研究材料腐蚀特征情况,并进行材料外观腐蚀程度的评级。从材料环境试验站采集的材料外观腐蚀图像及环境试验参数(环境试验方式、环境因素、腐蚀评价数据)的专用性与保密性,对材料腐蚀图像的评价具有重要的意义,这些环境试验参数是材料腐蚀图像评价腐蚀程度(腐蚀面积,腐蚀等级等)的重要依据,如果这些参数被篡改或丢失,材料腐蚀图像就失去了它的存在价值,未经授权的使用者即使得到腐蚀图像,也无法进行实验研究和应用,因此,保证这些环境参数信息的安全十分重要,本文采用信息隐藏技术来保护这些参数信息的安全。由于在信息隐藏的实际应用中,需要考虑信息存储、图像处理问题,本文首先对材料腐蚀图像环境试验参数信息存储和管理中所使用的数据库技术进行了一定的阐述,以及部分图像处理相关技术进行了研究,并对这些参数信息的隐蔽性,安全性和保密性以及隐藏容量进行了分析研究,提出了一种基于遗传思想的图像信息隐藏方法。该算法借鉴遗传算法的思想将材料腐蚀图像即载体和环境试验参数即密文看作两个种群,将这两个种群进行随机选择、交叉和变异,得到处理过的载体和密文,再将处理过的密文嵌入到处理过的图像载体中。由于具有两次随机选择过程,因此提高了密文的隐蔽性,安全性,保密性。并且这些环境试验参数不再需要单独在网络上传输,节省了传输带宽,提高了材料腐蚀图像处理和评级信息的安全性、可靠性和效率。在项目人员的测试与实际应用中取得了较好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 信息隐藏技术的研究现状与应用领域
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 论文的结构安排
• 2 信息组成与分析
• 2.1 材料腐蚀图像特征信息与环境试验参数信息的组成
• 2.2 材料腐蚀图像数据库
• 2.2.1 数据库系统简介
• 2.2.2 关系数据库系统
• 2.3 材料腐蚀图像数据库设计（E - R 图）
• 2.4 本章小结
• 3 材料腐蚀特征图像处理
• 3.1 数字图像技术
• 3.1.1 图像信息组成
• 3.1.2 图像信息的转换
• 3.2 图像增强
• 3.2.1 空间域图像增强
• 3.2.2 频率域增强
• 3.3 空间域滤波和频率域滤波之间的对应关系
• 3.4 图像的分割技术
• 3.5 图像的形态学处理
• 3.6 本章小结
• 4 信息隐藏技术
• 4.1 信息隐藏的定义
• 4.2 信息隐藏模型
• 4.3 信息隐藏的基本要素
• 4.4 数字水印技术
• 4.4.1 数字水印与信息隐藏技术
• 4.4.2 数字水印原理
• 4.4.3 数字水印的分类
• 4.5 遗传算法简介
• 4.5.1 遗传算法的基本思想
• 4.5.2 遗传算法的基本操作
• 4.6 基于遗传思想的信息隐藏处理算法
• 4.6.1 信息隐藏常用工具及改进算法研究
• 4.6.2 变换域信息隐藏方法
• 4.6.3 算法技术路线
• 4.7 本章小结
• 5 原型系统的设计与实现
• 5.1 开发环境
• 5.2 总体设计
• 5.3 功能模块实现
• 5.4 原型系统验证结果
• 5.5 性能分析
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 系统的不足及改进措施
• 6.2 系统应用展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果