基于小波的高性能圖象無損數(shù)據(jù)隱藏與隱寫分析.pdf

1、圖象無損數(shù)據(jù)隱藏近年來是信息安全領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)，與一般的圖象數(shù)據(jù)隱藏不同，無損數(shù)據(jù)隱藏不但能無損恢復(fù)嵌入的水印數(shù)據(jù)，而且原始載體圖象也能完全恢復(fù)出來，因此其非常適合于在醫(yī)學(xué)、法律、軍事等這些不允許原始圖象有任何失真的敏感領(lǐng)域中應(yīng)用。評價無損數(shù)據(jù)隱藏方法最重要的兩個指標(biāo)是嵌入容量和視覺失真程度，因此如何研究出大容量、高保真的無損數(shù)據(jù)隱藏方法是目前亟待解決的問題。為此，本文對圖象無損數(shù)據(jù)隱藏進(jìn)行了深入研究，利用小波變換的優(yōu)良特

2、性，提出一系列基于小波的無損數(shù)據(jù)隱藏方法?？梢哉f，本文提出的一系列無損數(shù)據(jù)隱藏方法位于當(dāng)前最好的無損數(shù)據(jù)隱藏方法之列。作為圖象數(shù)據(jù)隱藏的反過程，圖象隱寫分析近來也受到大量矚目，本文也對此進(jìn)行了深入探討，并提出一種基于小波系數(shù)特征函數(shù)矩的通用隱寫分析方法，在CorelDRAW圖象庫上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他的通用隱寫分析方法。本文的創(chuàng)新點(diǎn)如下：1、提出一種基于小波域擴(kuò)譜的無損數(shù)據(jù)隱藏方法。該方法利用“圖象的大

3、部分小波高頻子帶系數(shù)其幅度比較小”這個規(guī)律，根據(jù)擴(kuò)譜原理把數(shù)據(jù)嵌入到圖象整數(shù)小波交換后的高頻子帶系數(shù)中，不但能嵌入大容量的數(shù)據(jù)信息，而且保證嵌入大容量數(shù)據(jù)后的圖象仍然具有較好的視覺效果；通過選取一個合適的閾值，可以在嵌入容量和視覺質(zhì)量這兩者之間進(jìn)行折衷控制；同時，通過嵌入偽信息的方式，解決了在提取信息時無法判斷在哪些系數(shù)上嵌入了水印信息的問題，從而保證了圖象和數(shù)據(jù)的無損性。2、提出兩種基于小波壓縮擴(kuò)展技術(shù)的圖象無損數(shù)據(jù)隱藏方

4、法：小波移位壓縮擴(kuò)展方法和小波直方圖間隙方法。小波移位壓縮擴(kuò)展方法根據(jù)小波高頻系數(shù)的拉普拉斯分布特性，使用一個分段線性函數(shù)作為壓縮函數(shù)，先對小波系數(shù)進(jìn)行壓縮，然后使用移位方式嵌入數(shù)據(jù)；小波直方圖間隙方法則通過使用壓縮函數(shù)在小波高頻系數(shù)直方圖中引入一些間隙，隨后利用這些間隙來進(jìn)行數(shù)據(jù)嵌入。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及與其他方法的比較表明，這兩個方法無論在嵌入容量上還是嵌入數(shù)據(jù)后的圖象視覺效果上，均達(dá)到甚至超過當(dāng)前世界上最好水平，可以說位于當(dāng)前最

5、好的無損數(shù)據(jù)隱藏方法之列。3、提出一種基于小波系數(shù)特征函數(shù)矩分析的通用隱寫分析方法。該方法先對測試圖象和預(yù)測誤差圖象作小波變換，然后分別計(jì)算各小波子帶特征函數(shù)的前三階矩，并以此作為特征使用貝葉斯分類器來進(jìn)行隱寫分析。該方法適用于各種數(shù)據(jù)隱藏方法，在CorelDRAW圖象庫上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他的通用隱寫分析方法。4、提出基于一種基于實(shí)時量化處理的JPEG2000數(shù)據(jù)隱藏算法，并將它用于改進(jìn)原來的使用數(shù)字

6、水印和指紋識別的網(wǎng)上身份認(rèn)證系統(tǒng)，解決了在低帶寬情況下，如何有效地傳送嵌入用戶認(rèn)證信息后的指紋圖像這個問題。在客戶端，用戶指紋圖像被采集并用JPEG2000進(jìn)行壓縮，壓縮過程中用戶認(rèn)證信息作為水印以量化的方式實(shí)時嵌入到壓縮碼流中；在服務(wù)器端，用JPEG 2000解碼器解碼壓縮碼流，并從中實(shí)時提取水印信息，然后對解壓縮的指紋圖像進(jìn)行指紋匹配來認(rèn)證剛戶身份。5、提出一種簡單有效的直方圖調(diào)整及記錄編碼方式。挑選調(diào)整灰度時，使用多次遍