基于网屏编码技术与混沌理论相结合的图像信息隐藏算法研究

摘要

信息隐藏是运用各种信息处理方法将保密信息隐藏在一般的多媒体数据中的一种信息安全技术，它与数据加密技术的紧密结合为今后信息技术的发展提供安全保障。数字图像信息隐藏技术是信息隐藏领域近年来出现的一个新的研究方向，尚处于其发展的初级阶段，从理论方法到实际应用仍然有许多问题亟待解决。本文在分析已有算法的基础上，以提高信息隐藏算法的安全性为目的，就数字图像信息的隐藏与恢复技术进行了进一步的研究，其主要工作如下：
　　 (1)从多个方面对混沌的基础理论作了论述。介绍了混沌的定义，描述了混沌运动的特征，介绍了混沌研究所需的判据与准则。分析了Logistic混沌系统的定义、类随机性、敏感性、周期性，从中得出Logistic映射不满足一致性分布，从而采用了一种改进的Logistic混沌映射方法，该混沌映射生成的序列具有更好的随机性，满足一致分布。
　　 (2)在现有的一些信息隐藏算法理论、数字图像处理理论和传统的通信理论的指导下，阐明了网屏编码(Screen—code)的技术基础和实现方法。与混沌理论相结合，提出一种新的信息隐藏方法，利用混沌序列的非线性和伪随机性以及网屏编码设计的多样性，将二值图像矩阵映射为扩展的网屏矩阵，通过网屏编码技术将得到的网屏矩阵埋入纸质文档中，从而实现了信息隐藏。
　　 (3)在传统数字图像融合技术的基础上，利用混沌理论对秘密图像进行加密预处理，大大提高了隐藏的安全性。
　　 (4)用混沌序列生成的矩阵因子代替传统隐藏算法中的融合因子。由于Logistic混沌系统产生的混沌序列在[0，1]具有遍历性，理论上隐藏算法的初始值可以是区间[0，1]上的任意值，与其他方法比较具有更大的密钥空间。同时混沌序列具有伪随机性和初值敏感性，从而有效地提高了图像隐藏的安全性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第一节 研究背景

第二节 信息隐藏技术

1.2.1 信息隐藏技术的由来

1.2.2 信息隐藏技术概述

1.2.3 信息隐藏的一般框架

1.2.4 信息隐藏技术的发展现状

1.2.5 信息隐藏存在的问题

第三节 网屏编码技术概述

第四节 本文的研究内容

第二章 混沌理论基础

第一节 混沌运动的基本特征

第二节 混沌的定义

第三节 混沌研究的判据和准则

2.3.1 李雅普诺夫指数

2.3.2 分维数分析法

2.3.3 Poincare截面法

2.3.4 功率谱法

第四节 Logistic映射

2.4.1 Logistic映射的定义

2.4.2 Logistic映射的周期性

2.4.3 Logistic映射的敏感性

2.4.4 Logistic随机分布特性

2.4.5 Logistic映射的李雅普诺夫指数

2.4.6 Logistic映射的功率谱

2.4.7 Logistic映射的改进

第五节 本章小结

第三章 网屏编码的基本理论及其在信息隐藏中的应用

第一节 网屏编码的技术基础

3.1.1 网屏编码的定义

3.1.2 网屏编码的算法基础

第二节 网屏编码的实现

第三节 网屏编码在信息隐藏中的应用

3.3.1 算法原理与实现

3.3.2实验结果与分析

第四节 本章小结

第四章 基于混沌序列的数字图像隐藏技术

第一节 数字图像和数字图像处理

4.1.1 数字图像的重要概念

第二节 图像灰度直方图

4.2.1 灰度直方图的概念

4.2.2 直方图的均衡化处理

4.2.3 灰度直方图的性质

第三节 基于混沌序列的空间域数字图像隐藏算法

4.3.1 数字图像的融合技术

4.3.2 算法原理与实现

第四节 实验结果及其分析

4.4.1 实验结果

4.4.2 实验分析

第五节 本章小结

第五章 总结和展望

参考文献

致 谢

个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果