抗統(tǒng)計(jì)分析的圖像密寫技術(shù)研究.pdf

1、密寫是一種隱蔽通信手段，在軍事、情報(bào)、國家安全方面具有重要的意義。對(duì)密寫的基本要求是要有極高的安全性和足夠的信息嵌入量，其中安全性是其核心，安全性主要包括視覺隱蔽性和統(tǒng)計(jì)隱蔽性。由于當(dāng)前針對(duì)密寫的主要對(duì)抗措施是密寫分析，即利用統(tǒng)計(jì)分析手段發(fā)現(xiàn)含密數(shù)字媒體的統(tǒng)計(jì)異常性，從而揭示其中隱蔽信息的存在性，因此統(tǒng)計(jì)隱蔽性是安全密寫的主要考慮因素。基于LSB的圖像密寫方法簡單，嵌入量較大；而基于人眼視覺特性的圖像密寫算法具有很好的視覺隱蔽性和較大的

2、嵌入量，因此兩者都得到了廣泛的應(yīng)用，但現(xiàn)在針對(duì)它們已出現(xiàn)了多種有效的密寫分析方法。為提高密寫的安全性，本文在研究相應(yīng)密寫分析方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)密寫算法中存在的統(tǒng)計(jì)異常，提出了能有效的抗統(tǒng)計(jì)分析、安全性能更好的密寫算法，取得了以下主要成果： (1)針對(duì)位平面復(fù)雜度分割(BPCS)密寫中存在的安全漏洞，即密寫圖像的位面小塊復(fù)雜度直方圖中存在的兩個(gè)明顯的不連續(xù)點(diǎn)暴露了秘密信息的存在，本文提出了一種改進(jìn)算法，即通過在不同位平面設(shè)置不同

3、的復(fù)雜度閾值，同時(shí)構(gòu)造一個(gè)二次函數(shù)來衡量區(qū)域的明暗度，利用小塊所處區(qū)域的明暗度和復(fù)雜度相結(jié)合來選擇位面小塊嵌入信息。實(shí)驗(yàn)表明了采用改進(jìn)算法較好的保持了復(fù)雜度直方圖的平滑，能有效的抗基于復(fù)雜度直方圖的統(tǒng)計(jì)分析，且視覺隱蔽性比BPCS密寫有較大的提高。 (2)邊緣匹配(SM)密寫會(huì)引起像素灰度差值直方圖統(tǒng)計(jì)特性的異常，使灰度差值直方圖中出現(xiàn)階梯，分析者據(jù)此可以察覺秘密信息的存在。為提高密寫算法的安全性，本文提出了一種改進(jìn)的SM算法

4、，即通過動(dòng)態(tài)地劃分差值的區(qū)間，消除了灰度差值直方圖中出現(xiàn)的階梯效應(yīng)；并在對(duì)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，在多個(gè)候選值中選擇一個(gè)與原始值最接近的，有效的減小了失真，取得更好的視覺隱蔽性。實(shí)驗(yàn)證明了該算法的有效性。 (3)提出了一種新的混合密寫算法，將動(dòng)態(tài)運(yùn)行編碼應(yīng)用到最小直方圖失真(LHA)密寫中。在可用來嵌入信息的位置比要嵌入的比特?cái)?shù)多的條件下，在LHA嵌入過程中，用動(dòng)態(tài)運(yùn)行編碼將這些多出來空閑的資源利用起來，通過運(yùn)算來選擇要改變的載體比特，目