小波域信息隱藏及圖像去噪方法的研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和信息科學(xué)的飛速發(fā)展，為信息的傳輸和處理帶來(lái)了極大方便。在信息安全、信息戰(zhàn)及數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)等需求的推動(dòng)下，信息隱藏技術(shù)引起了極大關(guān)注，迅速成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。尤其在當(dāng)今國(guó)際大環(huán)境下，如何構(gòu)建安全可靠的信息傳輸系統(tǒng)已經(jīng)成為信息時(shí)代保密通信所面對(duì)的重要問(wèn)題。另外小波分析理論和小波系數(shù)統(tǒng)計(jì)建模在信號(hào)與信息處理領(lǐng)域中的應(yīng)用，越來(lái)越受到人們的重視。如何利用小波系數(shù)統(tǒng)計(jì)模型提取圖像特征信息是十分重要的課題。該課題的研究將有助于圖像去噪和

2、信息隱藏算法的設(shè)計(jì)。
　　本文在分析和總結(jié)小波變換、圖像處理、信道編碼和已有信息隱藏技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)信息隱藏和圖像去噪的應(yīng)用進(jìn)行了深入細(xì)致地研究。主要的創(chuàng)新性工作包括：
　　1)設(shè)計(jì)了一種圖像多簽名數(shù)字水印方法。方法利用小波變換多分辯特性和人眼視覺(jué)特征，將不同強(qiáng)度的多個(gè)簽名水印擴(kuò)頻到彩色圖像不同色塊的小波域，然后進(jìn)行小波逆變換生成水印圖像。在保證很好的透明性的前提下，多個(gè)有意義的簽名水印能提供更可靠的版權(quán)識(shí)別和證明，并且多

3、簽名水印相互配合可以實(shí)現(xiàn)水印算法的全面強(qiáng)魯棒性。當(dāng)彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像后仍能從中提取出水印信息。
　　2)提出了一種盲數(shù)字水印算法。方法利用整數(shù)量化函數(shù)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了小波域中有意義水印的嵌入和提取。水印的提取不需要原始載體信號(hào)的參與，使其具有很好的實(shí)用價(jià)值。
　　3)提出了一種新的基于混沌耦合映象格子的安全信息隱藏算法。方法利用混沌耦合映象格子的高維時(shí)空混沌和初值極端敏感的特性，生成超混沌復(fù)合序列，該序列具有很好的偽隨機(jī)性和

4、安全性。待嵌入的秘密信息經(jīng)超混沌復(fù)合序列偽噪聲調(diào)制后再嵌入到載體信號(hào)的小波域中，可以獲得極強(qiáng)的安全性。
　　4)提出了一個(gè)基于多向量基的量化索引調(diào)制的大容量盲信息隱藏算法(MV-QIM)。方法在多個(gè)正交向量張成的正交子空間中嵌入多個(gè)bits的信息，并且多個(gè)信息的嵌入不會(huì)相互干擾。同傳統(tǒng)的擴(kuò)展量化索引調(diào)制算法(ST-QIM)相比，MV-QIM取得更好的嵌入容量。算法在保證大容量信息嵌入的同時(shí)，在隱藏系統(tǒng)的嵌入容量和魯棒性之間尋求了一

5、種平衡。
　　5)提出一種優(yōu)化嵌入方法及其在信息隱藏中的應(yīng)用。在優(yōu)化嵌入方法中，使用一個(gè)變參的調(diào)整嵌入函數(shù)來(lái)嵌入信息。通過(guò)求解優(yōu)化模型方程，可以在量化間距和調(diào)整噪聲之間尋求一個(gè)最佳平衡點(diǎn)(調(diào)整函數(shù)的最佳參數(shù))，使優(yōu)化嵌入算法在噪聲信道的信息提取誤碼率最小。在此基礎(chǔ)上，本文還提出了一個(gè)優(yōu)化嵌入策略和三種具體的優(yōu)化嵌入盲信息隱藏算法(AS-OEQIM、FS-OEQIM和FT-OEQIM)，通過(guò)優(yōu)化嵌入策略將三種嵌入算法用在不同的信道噪

6、聲條件下。基于優(yōu)化嵌入策略的信息隱藏達(dá)到了魯棒性盲信息隱藏的目的。
　　6)提出了一種基于小波域模型(WDM)的自適應(yīng)圖像去噪方法。本方法首先用尺度層間模型(Interscale Model)進(jìn)行小波系數(shù)定性分析(系數(shù)分類(lèi))，即將小波系數(shù)劃分成兩類(lèi)：有意義系數(shù)和無(wú)意義系數(shù)；然后用層內(nèi)模型(Intrascale Model)對(duì)有意義的小波系數(shù)估計(jì)進(jìn)行定量恢復(fù)(系數(shù)收縮)，即根據(jù)同層分布統(tǒng)計(jì)模型，運(yùn)用最大后驗(yàn)概率(MAP)估計(jì)恢復(fù)出有