数字图像大容量可逆隐写算法研究

摘要

近几十年来，数字隐写技术的飞速发展，已被广泛应用到数字认证、版权保护以及多媒体产品防伪等领域。传统的数字隐写算法是以修改原始载体数据为代价来嵌入秘密信息，对原始载体数据修改后是不可恢复。针对这一不足，研究者们提出了可逆隐写技术，可逆隐写的特点是在提取隐写息后可以完全无失真地恢复原始载体图像，可应用到医学、军事以及法律证据图像等领域。可逆隐写技术作为一个新的研究领域，在某些方面已经取得很大的进展，但是在嵌入容量和鲁棒性等方面还需进一步的深入研究。
　　本文介绍了数字隐写基本算法和可逆隐写的基本算法。在分析一种广义差值扩展算法和基于IWT和广义差值扩展可逆隐写算法的基础上，提出两种改进算法：
　　（1）提出一种基于图像块的广义差值扩展可逆隐写算法。在现有的广义差值扩展可逆隐写算法中，未充分考虑像素块之间的相关性以及嵌入方向对图像质量和嵌入容量的影响。针对此问题，本文通过结合块类型和块方向判断方法，充分考虑块类型和嵌入方向，选取平滑块和合适的方向嵌入信息，对非平滑块不做处理。通过实验表明，与其他算法相比，本文算法在保持图像质量的前提下，提高了信息嵌入容量。
　　（2）提出一种基于位平面分解和广义差值扩展可逆隐写算法。在传统广义差值可逆隐写算法中，存在像素对差值幅值过大问题，导致可嵌入像素对数量减少，影响信息嵌入量。针对此问题，本文通过结合位平面分解方法来减小像素对差值，增加可利用像素对数量，提高嵌入容量。对较低位平面进行信息嵌入，较高位平面不做处理。通过实验表明，与其他算法相比，该算法在保证图像质量的同时，增加了信息嵌入容量。

目录

声明

西北师范大学研究生学位论文作者信息

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 论文的主要研究内容

2 数字隐写技术

2.1 数字隐写技术介绍

2.2 可逆数字隐写技术基本理论

2.3 可逆隐写典型算法

2.4 可逆隐写性能评价

2.5 本章小结

3 基于图像块的广义差值可逆隐写算法

3.1 Alattar算法

3.2 图像块类型

3.3 改进的算法设计

3.4 实验仿真与结果

3.5 本章小结

4 基于位平面分解和广义差值可逆隐写算法

4.1 广义差值算法

4.2 位平面分解理论

4.3 改进的算法设计

4.4 实验仿真与结果

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 论文总结

5.2 工作展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表的论文

致谢