基于人眼灰度敏感特性的信息隐藏技术研究

论文摘要

信息隐藏技术目前已成为国内外科学研究的热点。信息隐藏技术是将数字、序列号、文字、图像等标识信息嵌入到载体数据中,达到版权保护及版权跟踪的目的。此外,信息隐藏技术还在隐蔽通信、真伪鉴别、电子身份认证、标志隐含等方面具有重要的应用价值。信息隐藏可分为空域信息隐藏和变换域信息隐藏。本文在认真分析当前空域和变换域信息隐藏技术的研究情况和存在的缺陷后,提出了本文的算法模型,并由大量实验验证了其先进性。空域信息隐藏技术中,本文提出了一种脆弱的、基于人眼灰度敏感特性的大容量空域信息隐藏算法,提出了基于人眼灰度敏感特性的图像峰值信噪比计算公式,提出了隐藏信息值对原始图像灰度值在灰度敏感性影响最小时的自适应嵌入规则。本文提出的基于像素人眼视觉敏感特性的空域信息隐藏算法,以载体图像的每个像素点像素值的复杂度、视觉敏感度进行分析,根据各个像素点的灰度,然后根据实验所得各个像素灰度量化嵌入表值,在载体图像各点中的8位中选择在低几位进行嵌入,进行全1的极限嵌入。本算法极大地提高了秘密信息的嵌入量,并且有一定的抗攻击特性,相对经典的LSB算法和当前流行的BPCS算法有了革命性的改进。实验结果表明,本算法可嵌入的信息量大,视觉掩蔽特性好,任意篡改载体图像一个比特将导致提取信息不能正确还原,适用于对接收信息可靠性要求非常严格的场合。变换域信息隐藏技术中,本文提出了一种基于信息熵的半脆弱数字水印技术,将信息熵引入量化算法中,使得不同区域的秘密信息嵌入强度以图像信息熵的形式真实准确的被描述,本算法以信息熵来衡量图像携带有用信息量大小,使得人眼视觉敏感特性与信息熵联系起来；提出了一种基于二维离散小波变换的图像信息嵌入域动态分割技术。实验结果表明,该基于信息熵的量化算法与该图像信息嵌入域动态分割技术结合的水印嵌入算法,有很好的表现,视觉掩蔽特性好,鲁棒性好,能有效抵抗常见的攻击和常规信号处理,且提取的水印信息篡改率较低,有些攻击篡改率甚至为零。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的研究背景
• 1.3 本文的主要工作及章节安排
• 2 常见的空域信息隐藏技术
• 2.1 空域信息隐藏技术简介
• 2.2 几种典型的空域信息隐藏技术
• 2.2.1 LSB算法
• 2.2.2 BPCS算法
• 2.2.3 基于小波变换的空域信息隐藏
• 3 常见的变换域信息隐藏技术
• 3.1 常见的变换域方式
• 3.1.1 离散余弦变换
• 3.1.2 离散小波变换
• 3.1.3 连续小波变换
• 3.1.4 双正交小波变换
• 3.1.5 Curvelet变换
• 3.2 频域变换的运用
• 4 基于人眼灰度敏感特性的脆弱空域信息隐藏技术
• 4.1 基于图像灰度的人眼视觉敏感特性研究
• 4.1.1 基于人眼灰度敏感特性的图像峰值信噪比
• 4.1.2 基于图像特征的量化
• 4.2 基于人眼特性的空域信息嵌入算法
• 4.2.1 自适应嵌入规则
• 4.2.2 嵌入算法及过程
• 4.3 基于视觉特性的空域信息提取
• 5 基于动态分割技术与信息熵的变换域信息隐藏技术
• 5.1 嵌入区域的划分
• 5.1.1 分量中小块相对总体分量的方差
• 5.1.2 嵌入区域的划分规则
• 5.2 步长量化算法
• 5.3 水印信息嵌入算法
• 5.4 水印提取嵌入算法
• 6 实验结果及结论
• 6.1 基于人眼灰度敏感特性的空域信息隐藏技术研究实验
• 6.1.1 水印信息嵌入及提取实验
• 6.1.2 实验结论
• 6.2 基于图像动态分割与信息熵的变换域信息隐藏技术研究实验
• 6.2.1 水印信息嵌入实验
• 6.2.2 载体图像抗攻击实验
• 6.2.3 实验结论
• 7 研究展望
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间的主要研究成果
• 致谢