基于图像的信息隐藏技术研究

论文摘要

伴随着网络技术及多媒体技术如数字图像、数字视频等的飞速发展,数字信息在传播过程被窃取、篡改、非法复制和传播的问题越来越严重,这些成为信息安全健康持续发展的一大障碍。作为信息安全重要手段之一的图像信息隐藏技术,在信息隐藏方面已经成为一个重要的研究课题。本文的前两章主要介绍了图像信息隐藏技术的发展、研究现状、基本理论、攻击方法以及图像信息隐藏的性能评价方法。通过对图像信息隐藏技术在空域和变换域主要算法的归纳分析和实验仿真,并在总结了空域和变换域算法的优缺点后,最后提出了一种空域和变换域相结合的图像信息隐藏方法,即最不重要比特位（LSB）和离散小波变换（DWT）相结合的方法,该方法充分利用了LSB较大的嵌入容量和DWT较好的鲁棒性特点,首先将经过离散小波变换后的小波系数的整数部分用八位二进制表示,然后根据改进的LSB算法原理将秘密信息嵌入到高位（除了最高位）,此时的整数部分和未用到的小数部分结合成为一个新的小波系数,再在新的小波系数上嵌入秘密信息,直至秘密信息嵌入完毕。本文使用Matlab作为实验平台,针对本文提出的图像信息隐藏方法进行了大量的仿真实验,并且在得到的实验数据上进行了性能分析。实验结果表明,本文采用的基于直方图统计特性的图像信息隐藏方法都具有很好的不可见性,可以避免攻击。另外,本文提出的空域和变换域相结合的方法（LSB-DWT）充分利用了空域图像嵌入容量大和变换域鲁棒性好的特性,实现了嵌入容量和鲁棒性的平衡,具有很好的鲁棒性和不可见性,同时为进一步的研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究目的及意义
• 1.3 课题相关技术研究现状
• 1.3.1 信息隐藏技术研究现状
• 1.3.2 信息隐藏检测技术研究现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.4.1 本文主要研究内容
• 1.4.2 本文的结构
• 第二章 图像信息隐藏技术
• 2.1 图像信息隐藏的基本理论
• 2.1.1 信息隐藏的基本概念
• 2.1.2 信息隐藏的模型
• 2.1.3 信息隐藏的分类
• 2.1.4 信息隐藏的特点
• 2.1.5 信息隐藏的应用
• 2.2 图像信息隐藏算法
• 2.2.1 空域信息隐藏算法
• 2.2.2 变换域信息隐藏算法
• 2.2.3 信息隐藏技术有待解决的问题
• 2.3 图像信息隐藏的攻击方法
• 2.4 图像信息隐藏分析方法
• 2.5 图像信息隐藏的性能评价方法
• 2.5.1 主观评价法
• 2.5.2 客观评价法
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于空域的图像信息隐藏算法研究
• 3.1 简单LSB 图像信息隐藏算法
• 3.1.1 简单LSB 算法原理
• 3.1.2 简单LSB 算法实现
• 3.1.3 实验结果和性能分析
• 3.2 基于直方图统计特性的信息隐藏算法
• 3.2.1 直方图
• 3.2.2 水印的嵌入和提取
• 3.2.3 实验结果和性能分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于变换域的图像信息隐藏算法研究
• 4.1 基于DCT 域的图像信息隐藏算法研究
• 4.1.1 离散余弦变换（DCT）算法
• 4.1.2 水印的嵌入和提取
• 4.1.3 实验结果与性能分析
• 4.2 基于DWT 域的图像信息隐藏算法研究
• 4.2.1 小波变换基本理论
• 4.2.2 离散小波变换（DWT）
• 4.3 LSB-DWT 结合的图像信息隐藏算法研究
• 4.3.1 LSB‐DWT 算法结合原理
• 4.3.2 水印的嵌入和提取
• 4.3.3 实验结果与性能分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验分析与对比
• 5.1 实验设计
• 5.2 实验对比
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢