收藏本站
《浙江大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于图像的无损信息隐藏技术研究

曾宪庭  
【摘要】:随着信息技术的发展,信息的存储、加工、复制、传送变得越来越方便快捷。然而,在开放的网络环境中传输的各种信息很容易被窃听或遭到拦截;所有数字化信息很容易被复制、删除、剪切、拼接、篡改甚至伪造。因此,保障信息的安全就成为了人们不得不面对的一个巨大挑战。作为一种基本的信息安全工具,信息隐藏技术在信息安全领域中发挥着重要作用。 然而,通常意义下的信息隐藏技术,由于其在载体中嵌入了机密信息,会导致原始载体永久性的失真,这些技术在数字媒体内容保护领域没有优势。因为如果嵌入一些信息使得这些数字媒体永久失真的话,就会导致这些媒体失去原有价值。因此,如何能够在原始媒体没有明显降质的情况下嵌入机密信息,并且当提取出机密信息后,原始媒体能够完全复原就显得十分必要。满足这种特性的技术称为无损信息隐藏技术。另外,如果这些能够复原的隐秘图像在遭到一些并无恶意的改变(比如:图像有损压缩或在噪声环境中无意添加了噪声)之后,仍能够精确地提取出嵌入的信息,将进一步扩大这种技术的应用范围,使这种技术能够从无损的应用环境扩展到有损的应用环境中去。满足这种特性的技术称为鲁棒无损信息隐藏技术。 本文以图像为主要研究对象,重点研究了当前信息隐藏领域的新热点:大容量无损信息隐藏技术和鲁棒无损信息隐藏技术。本文主要取得以下研究成果。 (1)提出了一种基于块固定参照像素的大容量无损信息隐藏方案。该方案能实现高嵌入和低失真。另外,该方案简单易行,除了机密信息长度之外,无须任何额外信息就可以从隐秘图像中提取出机密信息同时无失真地恢复出原始载体图像。实验结果表明,在所有隐秘图像没有明显降质(PSNR均超过30 dB)的前提下,8幅常用的标准灰度图像的平均纯嵌入容量超过0.97bpp。 (2)提出了一种基于扫描路径的大容量无损信息隐藏方案。通过定义九种基本的扫描路径并计算各路径的相邻像素差,可以获得全方位的相邻像素差,选择最优路径的差直方图移位可以产生大量的冗余空间,因此能实现大容量信息的无损嵌入。实验结果表明,在8幅常用的标准灰度图像的测试中,在所有隐秘图像的PSNR均超过30 dB的前提下,平均纯嵌入容量超过1.0 bpp。 (3)在块固定参照像素方案的基础上提出了一种基于块动态参照像素的无损信息隐藏方案。改进的方案利用块内排序后的中间像素作为参照像素,克服了块固定参照像素方案的不足。在保持了原方案的优点外,新方案大大地提高了嵌入容量。实验结果表明,块动态参照像素方案明显好于块固定参照像素方案。在含有1338幅灰度图像的UCID图像库(第2版)的测试中,在平均PSNR达到30.8 dB的前提下,块动态参照像素方案的平均嵌入容量超过了1.1 bpp。 (4)提出了一种基于统计量移位的鲁棒无损信息隐藏方案。该方案通过引入一个统计量,并且使这个统计量产生一定的位移来嵌入信息。由于位移量及移位规则固定,所以这种方案是可逆的。另一方面,由于信息1和信息0分隔在不同的区以及统计量固有的特性,由有损压缩等非恶意攻击所产生的某种改变不会导致嵌入信息发生变化,因此,这种方案又是鲁棒的。实验结果表明,该方案与传统的方案相比有明显的优势。 (5)提出了一种改进的基于统计量移位的鲁棒无损信息隐藏方案。原方案的嵌入机制仅允许块内一组像素发生改变,这会导致两个不利的影响。其一,要将统计量移位到不同的区以实现信息嵌入,往往要将其中的一组像素改变很大,影响了图像的质量。其二,对隐秘图像进行有损压缩时,机密信息抗压缩的能力降低,影响了算法的鲁棒性。改进的方案采用新的嵌入机制,让块内两组像素均发生改变。实验结果表明,与原方案相比,无论图像质量还是鲁棒性,改进的方案均有明显的提高。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李卓;图像信息隐藏与隐写分析算法的研究[D];浙江大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钮心忻,杨义先;信息隐藏与检测算法的特性分析[J];电子学报;2002年07期
2 赵慧民;康显桂;黄继武;;基于非对称数据结构实现信息隐藏通信的方法研究[J];电子学报;2009年06期
3 齐东旭,邹建成,韩效宥;一类新的置乱变换及其在图像信息隐蔽中的应用[J];中国科学E辑:技术科学;2000年05期
4 夏煜,郎荣玲,曹卫兵,戴冠中;基于图像的信息隐藏检测算法和实现技术研究综述[J];计算机研究与发展;2004年04期
5 尹浩,林闯,邱锋,丁嵘;数字水印技术综述[J];计算机研究与发展;2005年07期
6 孙星明;黄华军;王保卫;孙光;黄俊伟;;一种基于等价标记的网页信息隐藏算法[J];计算机研究与发展;2007年05期
7 谢于明;程义民;王以孝;郭志川;;基于线性预测的图像无损信息隐藏方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2006年04期
8 丁玮,齐东旭;数字图像变换及信息隐藏与伪装技术[J];计算机学报;1998年09期
9 钮心忻,杨义先;基于小波变换的数字水印隐藏与检测算法[J];计算机学报;2000年01期
10 王泽辉;;二维随机矩阵置乱变换的周期及在图像信息隐藏中的应用[J];计算机学报;2006年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毛颉;;数字水印攻击及对策分析[J];信息安全与技术;2012年02期
2 邵泽云;;基于“Z字型”变换的数字图像置乱技术[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2007年01期
3 刘尚懿,王丽君;一种基于混沌全排列的图像置乱算法[J];鞍山科技大学学报;2005年05期
4 钱丽娜;谢元旦;张丹平;刘俊清;;基于位扩展的小波域彩色数字水印算法[J];鞍山科技大学学报;2006年04期
5 尚存;高春庚;;基于Arnold变换和DCT变换的数字水印算法[J];安阳工学院学报;2011年02期
6 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
7 丁玮,闫伟齐,齐东旭;基于生命游戏的数字图像置乱与数字水印技术[J];北方工业大学学报;2000年01期
8 闫伟齐,丁玮,齐东旭;基于中国剩余定理的图像分存方法[J];北方工业大学学报;2000年01期
9 邹建成,铁小匀;数字图像的二维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年01期
10 邹建成,唐旭晖,李国富;数字图像的仿射模变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李环;华宇宁;冯敏;;基于改进小波变换的音频水印算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 牛少彰;舒南飞;;基于DCT域的数字图像双水印算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
3 黄华军;王保卫;孙星明;;基于CSS类选择符重复引入的网页信息隐藏算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
4 刘绍辉;龚龙;姚鸿勋;;基于多维梯度能量的空域隐写分析[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
5 王舰;汤光明;;基于SVM的图像隐写检测分析[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
6 张敏情;苏光伟;杨晓元;;保局投影在图像隐密检测中的应用[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
7 王泽辉;;数字音频的新型密码体制及信息隐藏的普适框架[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
8 许辉;陈章侠;;基于Hilbert曲线的数字图像置乱算法的研究[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 马进;卢雷;朱宁;;基于划分思想的Arnold变换算法[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
10 王琳;;基于脆弱水印的多媒体稿件安全传输方案[A];中国新闻技术工作者联合会五届二次理事会暨学术年会论文集(下篇)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈雪松;音频数字水印算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙建国;基于内容特征的二维矢量地图数字水印技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 田晖;基于流媒体的隐蔽通信技术研究[D];华中科技大学;2010年
4 彭宏;基于机器学习方法的数字音频水印技术研究[D];电子科技大学;2010年
5 李卓;图像信息隐藏与隐写分析算法的研究[D];浙江大学;2010年
6 蔡智勇;高安全等级网络中信息隐蔽分析和实用抵抗模型[D];浙江大学;2009年
7 王鑫;数字图像盲取证技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
8 罗向阳;数字图像隐写检测关键问题研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 王丽云;抗几何攻击的视频水印算法研究[D];华中科技大学;2011年
10 谢春辉;音频隐藏分析方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐雯;VDR音频数据数字水印算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李存伟;基于N点均值的矢量地图数字水印算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 兰世爽;基于SIFT特征点的抗几何攻击数字水印研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 何巍;基于伪Zernike矩抗几何攻击的水印算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 尹波;基于多重小波系数集的图像水印盲提取算法[D];中国海洋大学;2010年
6 袁岁维;数字图像加密与加密算法性能评价研究[D];西安邮电学院;2010年
7 欧阳菲菲;基于神经网络后处理的数字水印算法[D];苏州大学;2010年
8 计云倩;基于可见水印的古籍图像版权保护技术研究[D];苏州大学;2010年
9 贾佳莹;用于图像信息隐藏的块截断编码方法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 潘文锋;基于DWT和HVS的图像水印算法的研究[D];南昌大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钮心忻,杨义先;信息隐藏与检测算法的特性分析[J];电子学报;2002年07期
2 张新鹏,王朔中;对OPA密写的检测和增强安全性的调色板图像密写方案[J];电子学报;2004年10期
3 胡洋;张春田;苏育挺;;基于H.264/AVC的视频信息隐藏算法[J];电子学报;2008年04期
4 赵慧民;康显桂;黄继武;;基于非对称数据结构实现信息隐藏通信的方法研究[J];电子学报;2009年06期
5 周继军;杨义先;;图像隐写分析中游程检验算法的研究与应用[J];电子与信息学报;2006年01期
6 陈志立;黄刘生;余振山;杨威;陈国良;;基于双文本段的信息隐藏算法[J];电子与信息学报;2009年11期
7 齐东旭,邹建成,韩效宥;一类新的置乱变换及其在图像信息隐蔽中的应用[J];中国科学E辑:技术科学;2000年05期
8 夏煜,郎荣玲,曹卫兵,戴冠中;基于图像的信息隐藏检测算法和实现技术研究综述[J];计算机研究与发展;2004年04期
9 尹浩,林闯,邱锋,丁嵘;数字水印技术综述[J];计算机研究与发展;2005年07期
10 孙星明;黄华军;王保卫;孙光;黄俊伟;;一种基于等价标记的网页信息隐藏算法[J];计算机研究与发展;2007年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
2 孙伟;关于Arnold变换的周期性[J];北方工业大学学报;1999年01期
3 张海涛,李兆平,孙乐兵;地理信息水印系统的开发[J];测绘通报;2004年05期
4 韦志辉,秦鹏,欧阳宏彬,富煜清;基于小波域中视觉门限模型的数字水印技术[J];东南大学学报;1998年05期
5 田源,程义民,王以孝;一种新的数据隐藏方法[J];电子学报;2004年09期
6 方艳梅;谷利民;黄继武;;利用边信息嵌入的CDMA水印信道性能研究[J];电子学报;2006年01期
7 齐东旭,邹建成,韩效宥;一类新的置乱变换及其在图像信息隐蔽中的应用[J];中国科学E辑:技术科学;2000年05期
8 陈明奇,钮心忻,杨义先;基于小波变换及矢量量化的隐像术[J];计算机研究与发展;2001年02期
9 尹浩,林闯,邱锋,丁嵘;数字水印技术综述[J];计算机研究与发展;2005年07期
10 王兴元;石其江;;基于图像特征和超混沌迭代的图像认证算法[J];计算机研究与发展;2005年11期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付兵;曾凡军;黄平;;基于BMP图像的任意位信息隐藏方法[J];长江大学学报(自然科学版);2005年10期
2 隆坤;孙璐;;数字图像的LSB隐藏算法研究[J];中国现代教育装备;2007年11期
3 闫敬;;基于图像的数字水印加密研究[J];唐山师范学院学报;2009年05期
4 贾玉珍;靳冰;;基于图像的双重信息隐藏算法研究[J];南阳理工学院学报;2010年02期
5 乔小燕;孙兴华;杨静宇;;基于视觉冗余性的图像信息隐藏[J];计算机应用;2006年01期
6 张彤;;两幅图像相互隐藏算法[J];中国西部科技;2009年22期
7 欧阳琦,李炳法,林春蔷,庞坚,高东妮;基于DCT域的图像数字水印技术[J];信息技术;2005年09期
8 邓倩岚;林家骏;;基于统计的LSB隐写分析方法[J];计算机安全;2006年01期
9 马静;;基于LSB信息隐藏算法的MATLAB实现[J];广西轻工业;2009年05期
10 胡昊然;钱萌;;基于特征码的Imagehide与JPEGX图像隐藏信息检测以及提取[J];科技广场;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程永丽;张静;;一种基于分块的二值图像信息隐藏算法[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
2 张明秋;王合军;聂丽;;用信息隐藏技术解决数字图像传输安全问题[A];四川省通信学会2010年学术年会论文集[C];2010年
3 奚吉;梁瑞宇;赵力;;语音信息隐藏技术回顾[A];2009’中国西部地区声学学术交流会论文集[C];2009年
4 李振叶;;图像中的隐秘术分析技术研究[A];第十九次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2004年
5 刘京玲;陈元;;信息隐藏-数字水印[A];第十八次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2003年
6 何晓辉;;信息隐藏技术研究[A];第二十一次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2006年
7 李逊;;信息隐藏技术研究[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年
8 蔡洪亮;李波;卢昱;杨明;;信息隐藏技术综述[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年
9 严迪群;王让定;;信息隐藏技术在网络音频点播中的研究[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
10 徐敏;王衍波;李涛;;Word 2007文档信息隐藏的新方法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 万方;信息隐藏技术应用前景广阔[N];中国城乡金融报;2010年
2 京关;500万像素数码相机受欢迎[N];深圳商报;2004年
3 本报记者 樊哲高;康佳:引领“像素时代”[N];中国电子报;2003年
4 ;正确看待数码相机的像素数[N];中国高新技术产业导报;2001年
5 本报记者 李献;28mm下的700万像素[N];计算机世界;2004年
6 李献;阳光下的数码盛宴[N];计算机世界;2005年
7 重庆 志志;DC新机不断,价格低廉[N];电脑报;2004年
8 李明圆 本报记者 苏杭;技高一筹 奥林巴斯μ-1000的尖端时尚[N];大众科技报;2006年
9 小熊;DC千万像素渐成主流[N];市场报;2006年
10 实习生 杨娜本报记者 蒋秀娟;“弦外之音”怎样保护影音版权?[N];科技日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾宪庭;基于图像的无损信息隐藏技术研究[D];浙江大学;2010年
2 朱桂斌;数字图像信息隐藏的理论与算法研究[D];重庆大学;2004年
3 陈铭;隐写与隐写分析算法及实践研究[D];北京邮电大学;2008年
4 王贤敏;机密空间信息隐藏与遥感影像授权使用[D];武汉大学;2005年
5 刘芳;图像可逆信息隐藏技术若干问题研究[D];大连理工大学;2013年
6 李健;抗几何攻击的数字图像水印技术的研究[D];南京理工大学;2009年
7 戴跃伟;信息隐藏技术的理论及应用研究[D];南京理工大学;2002年
8 吴明巧;数字图像信息隐写与隐写分析技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
9 戚银城;语音信息隐藏与分析技术研究[D];华北电力大学(河北);2009年
10 郭艳卿;隐密对抗的理论及方法研究[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马林;基于人类视觉系统的信息隐藏技术研究[D];新疆大学;2011年
2 程永丽;二值图像信息隐藏技术研究[D];天津大学;2007年
3 田艳华;基于BMP图像的信息隐藏方法研究[D];南京理工大学;2008年
4 乔幸娟;基于图像的信息隐藏技术研究[D];东北师范大学;2011年
5 陈铭;基于置乱变换与改进LSB嵌入的信息伪装算法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
6 王国明;双重数字水印的设计与实现[D];合肥工业大学;2006年
7 巩晓婷;基于文本的信息隐藏技术研究[D];福州大学;2006年
8 欧阳希;图像隐藏与数字水印算法研究[D];西北工业大学;2006年
9 罗楠;基于视频的信息隐藏技术[D];西安电子科技大学;2007年
10 冯慧娟;叛逆者追踪方案的研究[D];西安电子科技大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026