基于小波域进行信息隐藏的问题研究

摘要

随着多媒体技术和Internet的迅猛发展，越来越多的知识产品以电子版的方式在网上传播，由此引发的数字媒体的知识产权保护和信息安全问题日益显得突出。近年来，国际上开始提出并尝试一种新的关于信息安全的概念——信息隐藏，并以此防止知识产品被非法复制及传播。 信息隐藏是信息安全领域一个新兴的也是非常重要的研究领域，主要研究如何将需要保密或重要的信息隐藏到另外一个可以公开的媒体(如图像、声音、视频等)之中。它充分利用了人们在视觉和听觉上的特性，将信息隐藏于公开媒体中，而不被人察觉。本文的工作就是在基于小波域的前提下，围绕如何进行有效的非盲信息隐藏以及盲信息隐藏分别进行了研究。 在非盲信息隐藏算法研究中，普遍存在一种现象：嵌入因子越小，对原始图像的改变也越小，嵌入后图像降质较少，但会影响到提取信息的质量和完整性；而随着嵌入因子的增大，尽管会提高提取图像的质量和完整性，但合成图像质量又下降较大。 针对这种矛盾现象，文章提出了一种新的非盲信息隐藏算法。该算法选择在小波域进行，算法中采取了这样的信息分存方案：将隐藏图像每个像素值的百位数、十位数和个位数分别存到三个数据矩阵中，以新的三个数据矩阵代替原隐藏信息进行隐藏处理。这样处理的好处是：三个新的替代矩阵中的元素均为整个数，即使在嵌入的过程中选取很小的嵌入系数，也基本不会造成隐秘信息的丢失。同时算法进行了有效选择嵌入位置以及平滑等方面的改进，以削弱由这种信息分存方案引起的极少一部分数据的“突变”。 在隐藏信息的盲提取方面，多数研究集中在二值信息的提取上。这些方法虽然有效，但隐藏和提取的信息量较低，稳定性不够。本文提出的盲信息隐藏算法，首先对原始图像小波变换后的高频系数子带进行“均化”，然后用设计好的分别代表数字0-9的十组替代数据序列将隐藏信息进行嵌入，最后利用数据序列之间的相关性实现盲信息的提取。 该算法较大地提升了隐藏和提取的信息量，可以在一幅合成图像中盲恢复出灰度图像，甚至是彩色图像。同时通过对数据序列相关性的研究，来得到较理想的替代数据序列，提高了隐藏信息盲提取的稳定性。 在信息隐藏的研究中，提高隐蔽信息的安全性是一个非常重要的方面。本文采取混沌序列来控制隐藏信息的加密，极大地提高了合成图像被解密的概率。本文在研究中，所有的实验均在Matlab平台上进行，实验数据和实验结果均可靠、无误。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章信息隐藏技术概述

第三章基于小波域的信息隐藏

第四章基于信息分存和混沌序列控制的小波域信息隐藏

第五章利用相关性实现信息的盲提取

第六章总结与展望

参考文献

致谢

附录