图像隐藏信息检测方法及其工程实现

论文摘要

图像信息隐藏技术是将二进制形式信息隐藏在图像文件中的方法,该方法可用于信息的隐秘传输,在最近十年受到广泛的关注。图像信息隐藏检测是针对这种隐秘通信方法的检测手段,用于发现含有隐藏信息的图像文件。作者自2003年起一直进行图像信息隐藏检测技术的研究,在本文中将提到理论和工程实现两方面的研究成果。本文主要概括了作者四年来研究工作的成果,包括以下内容:1、提出了高频域DCT检测和DCT边缘特征检测两种针对JPEG图像的数字图像隐藏检测理论方法。2、实现了对多种文件格式数字隐藏信息“盲检测”的检测系统,实现了对部分隐藏算法的提取,并在文中描述了其设计思想、流程和结构。3、设计了图像隐藏信息检测系统效率评估标准的模型,并在该模型下列举了上述系统的性能和与国际公开相似系统的对比。本文共分为8个章节,首先主要介绍了信息隐藏技术的概念,应用领域及发展,以及本文的内容安排。第二章主要介绍了信息隐藏技术的国内外现状,并着重介绍了经典、进阶和抗检测的隐藏算法实现,这类算法也是后文讨论的典型算法。第三章介绍了信息隐藏检测的国内外研究的主要工作和进展,并分析了其发展趋势。第四章提出了两种新的检测算法,高频域DCT检测算法和DCT块边缘分析法。第五章介绍了基于这两种新算法实现的信息隐藏检测和提取系统其组成、结构和应用环境,以及这一系统设计思想的创新之处。第六章列举了研究中使用的性能评判标准建议,及实验数据采集方式。第七章给出了对于以上述算法实现的系统在上述性能建议下的实验数据,以及与其他公开算法的数据对比。第八章总结了全文以及对未来的工作提出了设想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 信息隐藏概述
• 1.1 信息隐藏技术的概念
• 1.1.1 信息隐藏技术的由来和发展
• 1.1.2 信息隐藏技术的标准
• 1.1.3 信息隐藏技术的标准
• 1.2 信息隐藏检测技术
• 1.2.1 信息隐藏检测技术的研究背景
• 1.2.2 信息隐藏检测技术研究的必要性
• 1.3 本文内容安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 国内外隐藏算法研究现状
• 2.1 代表性算法Jsteg
• 2.1.1 Jsteg 的主要操作
• 2.1.2 Jsteg 的伪代码实现
• 2.1.3 Jsteg 算法分析
• 2.2 进阶算法JPhide
• 2.2.1 JPhide 算法基本操作
• 2.2.2 JPhide 伪代码实现
• 2.2.3 JPhide 算法分析
• 2.3 抗检测算法F5
• 2.3.1 F5 算法创新技术—矩阵编码
• 2.3.2 F5 算法基本操作
• 2.3.3 F5 算法伪代码
• 2.3.4 F5 算法分析
• 2.4 抗检测算法OutGuess0.2
• 2.4.1 OutGuess0.2 基本操作
• 2.4.2 OutGuess0.2 算法伪代码
• 2.4.3 OuGuess0.2 算法分析
• 2.5 隐藏算法总结及趋势归纳
• 2.5.1 发展现状
• 2.5.2 发展前瞻
• 2.6 本章小结
• 第三章 国内外隐藏检测算法研究现状
• 3.1 颜色及纹理思想检测方法
• 3.1.1 Andress Westfeld 和Andreas Pfitzmann 的研究
• 3.1.2 Jessica Fridrich 等的研究
• 3.1.3 Yeuan-Kuen Lee 和Ling-Hwei Che 的研究
• 3.2 统计思想检测方法
• 3.2.1 Andress Westfeld 和Andreas Pfitzmann 的研究
• 3.2.2 Siwei Lyu 和 Hany Farid 的研究
• 3.2.3 Ysmail 和 Avcybao 等的研究
• 3.3 信息隐藏检测技术的发展趋势
• 3.4 本章小结
• 第四章 算法核心及理论分析
• 4.1 JPEG 压缩简介
• 4.1.1 色彩变换
• 4.1.2 DCT 变换
• 4.1.3 量化
• 4.1.4 编码
• 4.2 高频域DCT 算法
• 4.2.1 过滤DCT 系数
• 4.2.2 滤波和增强
• 4.2.3 抽取判断特征值
• 4.3 DCT 块边缘特征分析算法
• 4.3.1 压缩块边缘的频率特征
• 4.3.2 量化影响
• 4.3.3 解压缩后图像的分析
• 4.3.4 参考图象构建
• 4.3.5 估计ΔΨ′（u）
• 4.4 图像分类方法
• 4.5 本章小结
• 第五章 工程实现
• 5.1 图像隐藏信息检测与提取系统需求分析
• 5.2 系统结构
• 5.3 检测系统实现
• 5.3.1 检测系统技术路线
• 5.3.2 检测系统实现结构
• 5.3.3 系统级架构及应用
• 5.3.4 系统性能标准
• 5.4 提取系统实现
• 5.4.1 提取系统技术路线
• 5.4.2 提取系统实现结构
• 5.4.3 系统级架构与应用
• 5.4.4 系统性能标准
• 5.5 本章小结
• 第六章 评估标准
• 6.1 数字图像隐藏信息检测衡量域
• 6.1.1 数字图像隐藏信息检测功能范畴
• 6.1.2 数字图像隐藏信息检测实现效果
• 6.1.3 数字图像隐藏信息检测工作效率
• 6.1.4 数字图像隐藏信息检测兼容性
• 6.1.5 数字图像隐藏信息检测稳定性
• 6.2 样本库设计标准和生成标准
• 6.2.1 图像文件分类标准列举
• 6.2.2 图像文件类别分段方式
• 6.2.3 图像文件分类列表
• 6.2.4 图像样本库采集策略
• 6.3 参照集抽取策略
• 6.4 隐藏信息生成策略
• 6.4.1 隐藏信息分类
• 6.4.2 隐藏信息来源
• 6.5 密码生成策略
• 6.6 测试集生成策略
• 6.6.1 测试集内容
• 6.6.2 测试集生成步骤
• 6.7 测试评估方法规则
• 6.7.1 对数字隐藏算法或软件的评估
• 6.7.2 对数字隐藏检测系统或模块的评估
• 6.8 综合评估建议
• 6.8.1 数字隐藏算法或软件综合评估
• 6.8.2 数字隐藏信息检测模块或系统综合评估
• 6.9 本章小结
• 第七章 实验数据
• 7.1 系统的功能范畴
• 7.1.1 检测系统功能范畴
• 7.1.2 提取系统功能范畴
• 7.2 系统的数据结论
• 7.2.1 检测系统数据结论
• 7.2.2 提取系统的数据结论
• 7.3 检测系统综合评估
• 7.4 检测系统与其他系统对比
• 7.5 本章小结
• 参考文献
• 致谢