一种基于JPEG图像的自适应信息隐藏算法

论文摘要

信息隐藏技术作为一种解决信息安全传输的新的有效途径,近年来已经成为信息安全领域的研究热点。基于图像的信息隐藏则是其重要的研究方向之一。由于JPEG压缩是当前最流行的静止图像的压缩标准之一,使用JPEG图像作为信息隐藏的载体,有着广阔的应用空间。本文通过对图像信息隐藏技术的基本概念和基本理论进行分析和概括,在对JPEG压缩编码算法进行深入剖析的基础上,结合人类视觉系统的特性,设计实现了一种将秘密信息自适应地嵌入在JPEG图像中的信息隐藏算法以及相应的提取算法。该隐藏算法中,通过对DCT量化系数的计算来确定图像块的亮度和纹理特征,并据此将隐藏数据比特非均匀地嵌入在图像亮度分量的DCT低、中频量化系数中,有效地减少了隐秘图像与载体图像的视觉差异。同时隐藏信息提取时除密钥外的所有数据均来自隐秘图像,实现了盲提取。另外,该算法对于隐藏数据的恢复具有无失真性,可用于隐藏任何形式的二进制文件。实验结果表明该隐藏算法具有良好的不可感知性和较大的隐藏容量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 研究内容
• 1.3 论文的章节安排
• 第二章 信息隐藏技术
• 2.1 什么叫信息隐藏
• 2.2 信息隐藏的通用模型和基本框架
• 2.3 信息隐藏的特征
• 2.4 信息隐藏的主要研究领域
• 2.5 信息隐藏的常见方法
• 2.6 信息隐藏技术的应用
• 2.6.1 保密通信
• 2.6.2 所有权认定和版权保护
• 2.6.3 多媒体数据认证和数据完整性保护
• 2.6.4 隐含标注
• 2.7 本章小结
• 第三章 数字图像中的信息隐藏
• 3.1 图像和数字图像
• 3.2 如何评价图像的好坏
• 3.2.1 图像质量的主观评价
• 3.2.2 图像好坏的客观性评价
• 3.3 图像冗余性
• 3.4 人类视觉系统
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 与信息隐藏相关的若干视觉特性
• 3.5 国内外研究现状
• 3.6 本章小结
• 第四章 JPEG 压缩编码
• 4.1 JPEG 算法概要
• 4.2 JPEG 算法的主要计算步骤
• 4.3 JPEG 文件格式
• 4.3.1 简介
• 4.3.2 文件结构
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于JPEG 图像的自适应隐藏算法
• 5.1 混沌调制
• 5.1.1 混沌的定义及其特征
• 5.1.2 混沌序列
• 5.1.3 对秘密信息进行 Chaotic Modulation（混沌调制）
• 5.2 嵌入位置的选择
• 5.3 自适应嵌入方法
• 5.3.1 亮度调节
• 5.3.2 纹理调节
• 5.4 嵌入过程
• 5.4.1 隐藏信息加密
• 5.4.2 量化系数解码
• 5.4.3 嵌入深度计算
• 5.4.4 密文嵌入
• 5.4.5 纹理调节标记
• 5.4.6 量化系数编码
• 5.5 提取过程
• 5.5.1 解码并计算嵌入深度
• 5.5.2 密文提取和解密
• 5.6 实验结果
• 5.6.1 自适应隐藏算法实验
• 5.6.2 自适应算法与非自适应算法比较
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢