应用矢量量化和利用DES加密的图像隐藏研究

摘要

随着科技的不断发展，多媒体技术和互联网络的迅速发展使得数字媒体被广泛应用到许多领域中，同时数字媒体的安全问题也受到越来越大的威胁，如媒体的版权侵权，软件或文档的非法拷贝，电子商务中的非法盗用和篡改等。因此，充分利用互联网的便利，同时也能有效地保护知识产权，已成为十分紧迫的课题。信息隐秘传输技术或信息隐藏技术作为一种新兴的信息安全技术已经受到许多研究工作者的重视，它为数字信息的安全保存，隐秘传输等提供了一个有效的工具。 本文主题主要分为三大部分：第一部分通过对信息隐藏的背景和意义的介绍，使我们对图像隐藏有了更深刻的认识，然后介绍了图像隐藏与检测的理论模型。同时介绍了该理论在实际图像隐藏中的应用。第二部分是对矢量量化的定义和原理的介绍，通过“信源编码”概念的引入，给出了矢量量化的定义，通过定义我们了解到矢量量化可看作一个空间到另一个空间的映射，由矢量量化器来完成空间的转换。一个矢量量化器可以分为编码器和解码器：编码器的任务就是根据一定的失真测度，搜索出与输入矢量最匹配的码字，从而确定输入矢量处在哪一个胞腔中；而解码器是编码器的逆过程，通过对码书查表操作找到输入矢量，从而重构原来输入的图像。文中同时也给出了编码器和解码器的结构。处理过程为首先把信源转变成输入矢量，通过编码器的编码，然后在信道中进行传输，在解码器的一端，通过对码书查表，得到输出矢量，这样就可以恢复出图像。文中同时对矢量量化的一些关键技术，如码书设计，码字搜索和码字索引分配，矢量量化器，和所用到的算法进行了详细的介绍。因为矢量量化是一种有损编码，所以需要对图像的质量需要进行评估，本文主要通过峰值信噪比来进行评价。然后是对DES加密的介绍，对DES加密内部结构及其算法进行了详细的描述。 在本文的后半部分，对试验步骤和试验结果进行了介绍。首先，利用矢量量化对一幅图像进行压缩，使得它的容量大大减小，并得到相应的码字和码书；然后对得到的数据进行加密，得到加密后的数据；最后把这些数据嵌入到第二幅图像中，以得到我们所需要的图像。在接收端接收到我们传送的数据后，再按逆过程处理就可得到我们所要传输的图像。为了验证上述方法的可行性，我们完成了一幅以PEPPER为宿主的图像，以LENA为所需要隐藏的图像的试验，试验结果证明，此方法是可行的，获得了较满意的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节课题背景

第二节论文的研究内容及创新

一.研究内容

二.论文创新

第三节本文的组织结构

第二章信息隐藏

第一节信息隐藏技术的背景及意义

一.信息隐藏概述

二.图像信息隐藏技术中的研究范畴与相关问题

第二节图像信息隐藏与检测的理论模型

一.图像信息隐藏技术的典型场景描述

二.图像信息隐藏的数学模型

第三章宿主图像处理和隐秘算法

第一节常用宿主图像格式

第二节宿主图像处理

一.直方图分析

二.位平面分析

第三节宿主图像选择

第四节隐藏算法及隐秘传输

一.信息隐藏性能指标和研究现状

二.基于空域LSB信息隐藏算法

三.隐秘传输

第四章矢量量化和DES加密

第一节矢量量化的概述

第二节矢量量化的理论基础

一.标量量化

二.矢量量化理论基础

第三节矢量量化定义及原理

第四节矢量量化器的结构

第五节矢量量化器的评价标准

第六节矢量量化器的关键技术

一.码书设计

二.码字搜索

三.索引分配

第七节矢量量化器

一.穷尽搜索矢量量化器

二.穷尽搜索矢量量化器的复杂度

第八节矢量量化码书的设计算法

第九节矢量量化器的最优条件

一.最近邻条件

二.质心条件

第十节码书的设计算法

一.初始码书

二.矢量量化码字搜索算法

第十一节矢量量化在图像编码中的作用

第十二节DES加密

一.DES算法

二.算法的详细描述

三.DES算法理论图解

第五章算法机制及实验结果

一.相关工作

二.实验结果

第六章总结和展望

参考文献

本文作者硕士期间发表的论文

致谢