基于小波和多尺度幾何分析的信息隱藏技術(shù)研究.pdf

1、在信息安全和版權(quán)保護(hù)的驅(qū)動(dòng)下，信息隱藏技術(shù)在近幾年得到很大的發(fā)展，已經(jīng)在人類生活的許多方面得到廣泛應(yīng)用。目前信息隱藏技術(shù)的研究主要集中在隱秘術(shù)和數(shù)字水印兩個(gè)方面，隱秘術(shù)是研究如何將秘密信息隱藏在不太容易引起注意的消息中，從而使得秘密通信不被覺(jué)察；數(shù)字水印源于數(shù)字媒體作品的版權(quán)保護(hù)，都已成為信息安全領(lǐng)域的最新研究熱點(diǎn)。
　　 本文從分析傳統(tǒng)信息隱藏算法的缺陷和不足出發(fā)，有針對(duì)性地提出新的信息隱藏算法，并從算法的設(shè)計(jì)、隱藏信息的檢測(cè)

2、、容量大小和抗攻擊性等方面做了很多研究，主要研究工作包括：
　　 由于傳統(tǒng)的數(shù)字水印算法試驗(yàn)都是采用逐點(diǎn)比對(duì)隱藏信息來(lái)實(shí)現(xiàn)，將相似度達(dá)到某個(gè)閾值作為水印存在的判據(jù)，容易導(dǎo)致誤判和降低水印識(shí)別率，而且算法過(guò)于復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這些缺陷，提出了基于二代Bandelet圖像認(rèn)證水印算法和基于方向小波幾何圖像認(rèn)證算法，并對(duì)基于局部統(tǒng)計(jì)模型自適應(yīng)噪聲強(qiáng)度算法進(jìn)行改進(jìn)。前者應(yīng)用第二代Bandelet變換生成圖像的幾何方向流來(lái)刻畫(huà)圖像的紋理和

3、幾何特征，后者是利用方向小波變換生成圖像的幾何方向流來(lái)刻畫(huà)圖像紋理和幾何特征，上述兩個(gè)算法都是利用改進(jìn)的統(tǒng)計(jì)模型自適應(yīng)噪聲強(qiáng)度算法來(lái)篩選出紋理豐富的子圖，用于信息隱藏。實(shí)驗(yàn)表明上述兩個(gè)算法不僅能將圖像的方向流信息隱藏并檢測(cè)出，而且還能夠抗模糊、JEPG壓縮、噪聲等典型攻擊。
　　 針對(duì)目前已有的紋理圖像隱藏DEM數(shù)據(jù)的算法會(huì)對(duì)紋理圖像產(chǎn)生破壞的缺點(diǎn)，提出了基于小波變換的紋理無(wú)損隱藏DEM數(shù)據(jù)算法。該算法應(yīng)用基于整數(shù)小波變換和極低

4、比特率壓縮編碼算法，采用直方圖平移的無(wú)損隱藏算法將壓縮的高程數(shù)據(jù)隱藏到紋理圖像中，在提取隱藏信息時(shí)采用直方圖平移算法可逆地將隱藏在紋理圖中的DEM數(shù)據(jù)提取，并實(shí)現(xiàn)了紋理圖的無(wú)損恢復(fù)。
　　 根據(jù)DEM數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，提出了基于方向小波的無(wú)損三維地形數(shù)據(jù)水印簽名技術(shù)和基于DEM數(shù)據(jù)可見(jiàn)三維水印技術(shù)。前者是利用方向小波變換來(lái)檢測(cè)三維地形的趨勢(shì)和走向，將其作為認(rèn)證水印并隱藏其中，通過(guò)修改廣義直方圖的平移算法實(shí)現(xiàn)水印信息的隱藏。后者是將三維

5、水印與DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行三維融合，并記錄被三維水印遮蔽的DEM數(shù)據(jù)信息，利用廣義直方圖平移方法隱藏了被三維水印遮蔽的信息，然后通過(guò)廣義直方圖平移算法可逆地提取出被三維水印遮蔽的信息，用來(lái)替換三維水印恢復(fù)出原始DEM數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)表明方向小波流能很好地刻畫(huà)出三維DEM數(shù)據(jù)地形的特征，在保證較高的峰值性噪比(>40dB)時(shí)能嵌入較大隱藏信息量(>16kb)，在保證DEM地形數(shù)據(jù)紋理足夠豐富時(shí)，可見(jiàn)三維水印越大，隱藏的信息量也就越大。
　　

6、為了解決水印與載體融合后視覺(jué)不太和諧、信息隱藏量小、可見(jiàn)水印容易破壞載體，以及算法本身安全的問(wèn)題，提出了基于小波系數(shù)相對(duì)模糊關(guān)系的水印算法和基于模糊關(guān)系的無(wú)損可見(jiàn)水印。前者是采用帶參數(shù)的整數(shù)小波變換獲取載體的小波系數(shù)，應(yīng)用Rabin方法構(gòu)造的函數(shù)生成模糊關(guān)系矩陣，通過(guò)近似分量和對(duì)角分量的量化噪聲余量矩陣的相對(duì)關(guān)系修改對(duì)角分量小波系數(shù)，最后對(duì)小波系數(shù)做小波逆變換得到隱含水印的圖像。實(shí)驗(yàn)證明，該算法在嵌入水印后圖像質(zhì)量仍然很高，具有較強(qiáng)抗攻