JPEG圖像的可逆信息隱藏算法研究.pdf

1、在當(dāng)前開放的互聯(lián)網(wǎng)形式下,多媒體技術(shù)快速的發(fā)展,已經(jīng)成為數(shù)字信息時代的主要參與者。人們通過數(shù)字形式的多媒體信息來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和信息交換,意味著信息交換允許第三方訪問所有類型的多媒體信息,將導(dǎo)致很多安全問題。因此,我們急需有效的技術(shù)來增強互聯(lián)網(wǎng)信息的安全性。
　　對于上述問題,傳統(tǒng)上通過加密技術(shù)和信息隱藏技術(shù)來緩解。加密技術(shù)由于亂碼的存在容易吸引攔截者的注意,從而想方設(shè)法對其破解。而傳統(tǒng)的信息隱藏技術(shù)經(jīng)常導(dǎo)致載體不可逆轉(zhuǎn)的失真,意味

2、著載體在提取秘密信息之后將不能被恢復(fù)。不同于加密技術(shù)和傳統(tǒng)上的信息隱藏技術(shù),可逆信息隱藏技術(shù)不僅可以提取出秘密信息,而且還可以恢復(fù)及重建原始載體圖像。
　　JPEG圖像的可逆信息隱藏在諸如圖像認(rèn)證、檔案管理等方面有著廣泛的應(yīng)用。但是,由于JPEG壓縮通常會通過消除圖像的一些高頻信息來降低圖像質(zhì)量,因此JPEG圖像的冗余信息遠(yuǎn)少于未壓縮圖像的,這也導(dǎo)致了在JPEG圖像上進(jìn)行信息隱藏很難獲得較高的嵌入容量。與此同時,在嵌入秘密信息之后

3、,JPEG圖像的文件大小將大大增加,將導(dǎo)致圖像的存儲空間的顯著增加以及嵌入的秘密信息被探測者所察覺可能性的增加。
　　本文針對以上問題的研究,主要取得以下研究成果:
　　1.本文提出了一種直方圖修改HS量化后的DCT系數(shù)的可逆隱藏算法。首先,用直方圖統(tǒng)計分析DCT系數(shù)的數(shù)量關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了DCT系數(shù)的分布及數(shù)量變化的特點。然后,分析JPEG圖像壓縮過程中的量化技術(shù)和編碼技術(shù)與DCT系數(shù)的數(shù)量的關(guān)聯(lián)。最后,分析DCT系數(shù)的改動對載

4、體圖像的視覺質(zhì)量和圖像文件大小的影響,將DCT系數(shù)分為三類,“0”、“1”和“2”類。該算法對三類DCT系數(shù)采用不同的使用方式,在一定的嵌入容量下,能夠有效地實現(xiàn)較好的圖像視覺質(zhì)量和抑制圖像文件大小的增加。
　　2.對上述提出的可逆隱藏算法進(jìn)一步改進(jìn)。首先,分析人眼的頻率敏感性和紋理敏感性,接著對圖像8×8子塊中的三類AC系數(shù)的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計分析,得出系數(shù)值和紋理程度對直方圖嵌入算法的影響,以及“2”類系數(shù)的無效平移將導(dǎo)致圖像質(zhì)

5、量的下降以及圖像文件大小的增加。然后,通過定義一個塊優(yōu)先級的公式來選出最適合嵌入秘密信息的子塊順序,進(jìn)一步增強圖像的視覺質(zhì)量和抑制嵌入信息后圖像大小的增加。最后,對改進(jìn)前后的算法性能進(jìn)行分析,如算法的安全性、復(fù)雜度、可逆性以及視覺質(zhì)量和嵌入信息前后的JPEG圖像文件大小。通過對比實驗來測試紋理程度不同的圖像,進(jìn)而評價了改進(jìn)算法在圖像視覺質(zhì)量,JPEG圖像文件大小的變化以及算法的可行性等方面的表現(xiàn)。對算法的優(yōu)點和不足進(jìn)行了總結(jié),并且給出了