可逆信息隐藏及无损图像认证技术研究

摘要

信息隐藏作为网络时代信息安全的一项重要技术，已成为国内外学者的研究热点。在一些特殊应用领域，如医学、法律等，不允许宿主图像有任何修改，图像像素的微小变化就可能导致诊断结果出错或者法律诉讼失败，可逆信息隐藏技术作为解决这些特殊应用的新手段，成为信息隐藏技术的重要分支。无损图像认证技术在完成图像内容真实性与完整性认证的同时，还能完全恢复宿主图像，也引起人们越来越多的关注。 本文提出一种基于宿主图像差值矩阵的可逆信息隐藏算法，利用差值矩阵中元素分布集中的特性，生成秘密信息的嵌入空间，完成图像预处理，再通过修改差值矩阵元进而映射修改宿主图像的像素，完成秘密信息的嵌入，在接收端可以提取秘密信息，同时能够完全恢复宿主图像。该算法在保证图像视觉质量的基础上，有较大的嵌入量，算法简单，性能优越。文章对算法还做了进一步扩展，提高了嵌入量。 本文在无损信息隐藏方案的基础上提出一种基于脆弱水印的图像认证算法。结合Hash函数和宿主图像的差值矩阵生成图像摘要，将摘要作为水印信息嵌入到宿主图像中，接收端可以检测篡改，并能实现块大小为2×2的篡改定位。该算法的最大好处就是能够保证非篡改区域图像内容的绝对真实性。实验表明该算法对篡改能准确检测，并能实现定位。

目录

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声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2可逆信息隐藏技术

1.2.1研究目的和意义

1.2.2研究现状

1.3无损图像认证技术

1.4本文的主要工作

第二章基础理论

2.1信息隐藏技术概述

2.1.1信息隐藏技术的基本概念及模型

2.1.2信息隐藏技术的分类

2.1.3信息隐藏技术的基本特点

2.1.4信息隐藏技术的评价方法

2.1.5信息隐藏技术的应用领域

2.2可逆信息隐藏技术

2.3图像认证基础理论

2.3.1认证水印的基本框架及设计要求

2.3.2认证水印的分类

2.3.3认证水印的攻击分析

2.3.4基于脆弱水印的图像认证

2.4无损图像认证

2.5 小结

第三章可逆信息隐藏算法研究

3.1基于宿主图像直方图的无损隐藏算法的特点

3.1.1空间域算法介绍

3.1.2变换域算法介绍

3.1.3特点总结

3.2基于宿主图像差值矩阵的可逆信息隐藏算法

3.2.1基本算法描述

3.2.2算法性能分析

3.2.3实验结果

3.3算法扩展及实验结果

3.3.1扩展算法一

3.3.2扩展算法二

3.3.3算法分析与实验结果

3.4小结

第四章无损图像认证技术研究

4.1Hash函数的基础理论

4.1.1引言

4.1.2Hash函数基本概念

4.1.3 Hash函数的hamming重量

4.2无损图像认证的算法实现

4.2.1水印的生成及嵌入

4.2.2水印的提取与图像认证

4.3算法性能分析

4.3.1无损性分析

4.3.2图像的视觉质量

4.3.3篡改检测和定位能力

4.3.4系统安全性

4.4实验结果

4.5 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表情况

致谢