基于差值自适应的大容量可逆信息隐藏研究

摘要

随着互联网技术和信息通信技术的快速发展，数字多媒体信息的制作、存储、传播、修改等变得更加方便，在人们的日常生活中扮演的角色也越来越重要，因此也带来了信息安全方面的各种问题。作为信息隐藏领域的一个重要分支，可逆信息隐藏技术具有其明显的特性，要求接收端在完整提取秘密信息的同时，还要无损地恢复出原始图像，因而逐渐引起了国内外相关研究人员的广泛关注。目前，可逆信息隐藏技术已经得到了长足的发展，可逆信息隐藏的算法也是纷繁复杂。本文在学习了当前已有的可逆信息隐藏主要算法的基础上，通过差值计算方向自适应以及采用双预测差值的方法，在确保隐秘图像质量的同时，较好地提高算法的嵌入容量。本文主要的研究内容如下：
　　（1）总结分析了现有的基于差值直方图平移的可逆信息隐藏算法，其嵌入容量与差值直方图中的峰值有直接关系，峰值越高意味着嵌入容量就越大。不同载体图像，像素分布情况各不相同，同一数字图像不同区域的像素分布也有很大差别。之前该类基于差值的可逆信息隐藏算法，一般是采用单一固定的差值计算方式，这将导致整幅图像中可用于信息嵌入的像素点无法达到最多。针对这一问题，本文利用差值计算方向自适应的思想，采用预设多种差值类型，对不同区域采用不同的差值计算方法，达到差值直方图效果最佳的目的。通过对3种典型的可逆信息隐藏算法进行实验，从嵌入容量、峰值信噪比和算法复杂度等方面进行了性能验证和分析，该方法对基于差值直方图的可逆信息隐藏算法具有普遍适用性。
　　（2）总结分析了既有的基于预测差值的可逆信息隐藏算法，该类算法的研究思想主要集中在单个预测差值、多种不同预测方法的研究上，通过选取一种最佳的预测方法，来提高该类算法的性能。对于数字图像来说，采用单种最佳的预测方法，在某些区域的预测上，其预测精度可能无法达到最高。针对这一问题，本文提出了一种基于双预测差值的可逆信息隐藏算法，对同一像素点同时采用两种预测方法，自适应地选择其中精度较高的预测差值，用于秘密信息的嵌入。同时，根据两个预测差值之间的关系，减少对其他未用于信息嵌入像素点的修改程度。实验结果显示，跟单预测差值的可逆信息隐藏算法相比，该方法在嵌入容量及隐秘图像的质量，均得到了提高。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 信息隐藏的发展与研究现状

1.3 论文的研究内容与结构

2 可逆信息隐藏概述

2.1 可逆信息隐藏技术原理概述

2.2 典型的可逆信息隐藏算法

2.3 可逆信息隐藏的评价指标

2.4 可逆信息隐藏的应用

2.5 本章小结

3 基于差值方向自适应的可逆信息隐藏算法

3.1 现有算法介绍

3.2 差值方向自适应的处理过程

3.3 实验仿真与结果分析

3.4 本章小结

4 基于双预测差值的可逆信息隐藏算法

4.1 基于预测差值的可逆信息隐藏算法

4.2 基于双预测差值的可逆信息隐藏算法

4.3 实验仿真与结果分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢