基于系数分布特性与颜色相关性的JPEG图像隐写分析

摘要

数字隐写是将秘密信息隐藏在载体内容中，以实现隐蔽通信的目的。该技术可用于保护信息安全，但该技术也可能被用于非法活动，成为社会安定的隐患，因此隐写的对抗技术——隐写分析具有重要意义。隐写分析的目的是检测载体中秘密信息的存在性，一旦分析成功，便可中止隐蔽通信并缉捕发送者。JPEG图像是互联网中常见的图像格式，本文围绕以JPEG图像为载体的隐写分析展开研究，针对现有隐写方法的安全漏洞提出了新的隐写分析方法，主要研究成果如下。 针对基于模型的隐写方法(MB)进行分析并提出新的隐写分析方法。MB隐写可以保证含密图像DCT系数依然满足原始的分布模型，具有较好的统计隐蔽性。本文指出：MB隐写还会使含密图像平坦区域和纹理区域的DCT系数分布趋于相似。针对这一安全漏洞，本文提出一种新的隐写分析方法，通过分析纹理较丰富的内容中的DCT系数直方图与全局DCT系数直方图之间的差异情况判断图像是否经过MB隐写，该分析方法可有效击破MB隐写。 提出了一种高效的通用隐写分析方法，该方法应用三类统计特征：通过比较图像DCT系数分布模型与实际系数分布之间的差异，在无需构造参考图像情况下提出DCT系数分布模型背离度特征；基于隐写会破坏图像空域平坦性的性质，提出衡量图像子块边缘和子块内部平坦性的空域相关性特征；突破现有方法分别处理不同颜色空间的局限，通过描述不同颜色空间中图像子块之间的平坦性关系，提出颜色空间相关性特征。这些特征向量计算简单，维数较低，在利用支持向量机进行隐写分析时同时保证了运算效率和分析准确率。 本文所提出的隐写分析方法兼顾了原有图像的系数分布特点和颜色空间相关性信息，具有很好的分析能力，在一定意义上有力推动了以JPEG图像为载体的隐写分析的发展。 本文得到国家高技术研究发展计划(2007AA01Z477)、国家自然科学基金(60502039、60773079)、上海市青年科技启明星计划(06QA14022)资助。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 信息隐藏简介

1.2 图像隐写与隐写分析现状

1.2.1 图像隐写

1.2.2 图像的隐写分析

1.2.3 隐写和隐写分析的难点

1.3 本文工作及意义

第二章JPEG图像中的隐写与隐写分析

2.1 JPEG图像简介

2.2 JPEG图像隐写

2.3 JPEG图像隐写分析

2.4本章小结

第三章针对MB方法的隐写分析

3.1 Model Based隐写

3.2基于直方图差异的MB隐写分析

3.3实验结果

3.4本章小结

第四章高效的彩色JPEG通用分析

4.1通用隐写分析技术现状

4.1.1通用隐写分析的特征向量

4.1.2通用隐写分析的分类方法

4.2基于系数分布模型和相关性特点的高效通用隐写分析

4.2.1系数分布模型背离程度的特征

4.2.2空域相关性的特征

4.2.3不同颜色空间相关性的特征

4.2.4高效通用隐写分析方法

4.3实验结果

4.4本章小结

第五章总结与展望

参考文献

作者攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢