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《国防科学技术大学》 2007年
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数字图像信息隐写与隐写分析技术研究

吴明巧  
【摘要】: 随着网络和信息技术的发展,数字多媒体数据可以在通信网络中迅速便捷的传输,带来通信便利的同时,也给信息安全带来新的挑战。信息隐藏技术成为信息安全领域的研究热点。作为信息隐藏技术主要分支的信息隐写技术,通过将秘密信息隐藏到公开的数字媒体中,以达到传输秘密信息的目的,因而具有更强的隐蔽性。研究信息隐写技术及隐藏信息的检测—隐写分析技术,对国家信息安全具有重要意义。本文主要研究以数字图像为载体的信息隐写及隐写分析技术。 论文对图像信息隐写技术进行了回顾,利用信息论对信息隐写系统的安全性进行了分析。提出了一种DCT域的图像信息隐写算法。该算法将数字图像置乱技术中的幻方变换与数字通信中的数字调制技术相结合,以二值文字图像为待隐藏的秘密信息,以静止图像为载体。实验证明算法透明性好,具有良好的抗剪切性。在深入研究人类视觉系统模型的基础上,提出了基于视觉模型的小波域数字图像隐写算法。考虑人类视觉系统的特性,给出图像小波域临界噪声域值矩阵JND(justnoticed difference),利用迭代混合的方法将秘密信息白适应的嵌入原始图像的小波系数中。实验证明该算法具有良好的透明性和鲁棒性。 论文对图像隐写分析技术进行了回顾,总结了图像统计模型。图像隐写工具Jsteg使用图像DCT系数的LSB隐藏秘密信息,传统的卡方攻击只能检测序列Jsteg隐藏,不能检测随机Jsteg隐藏。提出了一种基于图像统计模型的针对Jsteg隐写分析算法。算法利用Laplacian分布拟和图像AC系数的统计量,运用皮尔逊x~2进行拟和度检验,使用线性回归估计嵌入量。该方法能够检测序列Jsteg嵌入和随机Jsteg嵌入。 隐写算法中利用图像DCT系数最不重要位隐藏信息的隐写算法具有透明性好,鲁棒性强等特点。这类隐写算法包括Jsteg,Outguess等。论文提出了针对DCT系数最不重要位隐写算法的隐写分析算法。算法利用DCT系数的相关性,以统计测试值作为特征,运用支撑向量回归判别隐秘图像与原始图像。实验证明该隐写分析算法能够有效检测Jsteg隐写和Outguess隐写。 主动隐写分析的目的不光是判别隐秘图像,而且估计嵌入算法的参数为秘密信息的提取作准备。论文提出了一种针对图像扩展频谱序列隐写的密钥估计算法。该算法基于序列分析与突变检测的理论,考虑图像DCT系数满足拉普拉斯分布,给出了理想平稳拉普拉斯分布信号扩展频谱隐藏密钥估计的模型。对于非平稳信号的图像数据,利用局部最有效序列检测法,给出了拉普拉斯分布的密钥估计模型。实验证明,该方法不但能检测出扩展频谱隐写,估计嵌入密钥,而且比Trivedi的方法更有效。 设计实现了数字图像隐写分析平台。该软件平台基于VC++语言实现,可对BMP图像和JPEG图像挂接隐写、空域隐写、频域隐写及部分隐写软件工具隐写进行检测。 介绍了文本信息隐写技术。深入分析了文本隐写工具Stego的隐写原理,提出了针对Stego的隐写分析方法。当隐写所使用的字典单词全以小写字母开头时,可以通过基于标志特征的隐写分析方法检测出隐秘文本;当上述条件不满足时可通过基于统计特征的隐写分析方法检测出隐秘文本。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 蓝鹏;张贵仓;;基于Bézier混合的数字图像隐藏[J];计算机安全;2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 秦姣华;空域图像隐藏信息检测技术研究[D];湖南大学;2009年
2 梁惠;视频信息隐藏关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 李用江;数字图像置乱算法的研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 唐明伟;图像信息隐藏与隐藏分析算法研究[D];电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王锦;基于视觉特性的密写及密写分析研究[D];西南交通大学;2010年
2 杨博;MIDI音频隐写和隐写分析[D];中国科学技术大学;2010年
3 常春武;基于空域的图像信息隐藏算法研究[D];东北林业大学;2010年
4 李丽婷;小嵌入率的数字图像通用隐写分析方法研究[D];兰州理工大学;2012年
5 袁文翀;数字隐写图像的特征提取及信息检测方法[D];南昌大学;2012年
6 张鹏程;流行病传播模型的多载体信息隐藏研究[D];中北大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙伟;关于Arnold变换的周期性[J];北方工业大学学报;1999年01期
2 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
3 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
4 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
5 李国富,宋瑞霞,赵慧;椭圆曲线在数字图像隐藏中的应用[J];北方工业大学学报;2000年03期
6 李国富;基于正交拉丁方的数字图像置乱方法[J];北方工业大学学报;2001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 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 肖和立,张卫明,刘文芬;一种隐密消息的提取方法[J];计算机工程与应用;2005年15期
10 柏森,曹长修;一种新的数字图象置乱隐藏算法[J];计算机工程;2001年11期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 杜江;信息隐藏与数字水印技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 柳葆芳;信息伪装与数据隐藏算法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
3 袁渊;小波域盲水印检测算法研究[D];国防科学技术大学;2003年
4 徐迎晖;文本载体信息隐藏技术研究[D];北京邮电大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨兴江;数字水印技术研究综述[J];阿坝师范高等专科学校学报;2004年04期
2 司圣柱;小波变换方法及其在化学中的应用[J];安徽教育学院学报;2004年03期
3 张硕;蔡如华;蒋英春;;基于混沌调制的图像双置乱算法[J];合肥师范学院学报;2009年03期
4 贺超英;黄美成;;一种基于无线通信技术的防盗系统[J];安防科技;2006年09期
5 张亚婷;;快速3D激光扫描技术中数据采集系统的设计[J];安防科技;2007年11期
6 蒲东兵;马志强;庞长明;孙英娟;于哲舟;;基于DSP的掌纹识别门禁系统设计与实现[J];安防科技;2008年02期
7 罗强;刘新;;DCT域基于对角占优阵的安防数字图像水印算法[J];安防科技;2008年04期
8 黄加翼;乔梁;;高能X射线包裹图像边沿特征识别方法[J];安防科技;2011年03期
9 付彪,吴先良,李世雄;小波变换法求电磁波动方程的高频解[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年03期
10 陈东方;基于小波变换的Radon变换反演[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;An effective procedure exploiting unlabeled data to build monitoring system[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
2 张光伟;高磊;;加密切面离线地图并在智能终端上的实现[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 ;A Novel Kernel PCA Support Vector Machine Algorithm with Feature Transition Function[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 ;A Novel Proximal Support Vector Machine and Its Application in Radar Target Recognition[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 周绮凤;林成德;罗林开;彭洪;;一种基于黎曼度量的训练样本类不平衡SVM分类方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 ;Fault Pattern Recognition of Rolling Bearings Based on Wavelet Packet and Support Vector Machine[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 慕香永;裴润;刘志林;王经甫;;基于小波分析的船舶舵机加载系统多余力研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 康传会;汪晓东;汪轲;常健丽;;基于最小二乘支持向量机的迟滞建模方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 ;State Estimation Model of Ferment Process Based on PSO[A];第二十九届中国控制会议论文集[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 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 许志远;雾天降质图像增强方法研究及DSP实现[D];大连海事大学;2010年
8 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
9 陈大庆;光学信息处理技术在鲁棒数字水印中的应用研究[D];苏州大学;2010年
10 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年
3 李瑞波;图像阴影的检测与去除算法研究[D];山东科技大学;2010年
4 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
5 晁玉海;基于二维条码的水印技术研究[D];山东科技大学;2010年
6 马莉;车牌识别系统中的车牌定位和分割算法研究和实现[D];山东科技大学;2010年
7 徐强;基于TMS320F2812的指纹识别系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
8 徐芳芳;优化问题的PVD算法研究[D];山东科技大学;2010年
9 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
10 朱耿峰;支持向量机在冲击地压预测模型中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
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 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
4 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
5 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
6 丁玮,闫伟齐,齐东旭;数字图像水印的Cox方法和Pitas方法综述[J];北方工业大学学报;2000年03期
7 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
8 李国富;基于正交拉丁方的数字图像置乱方法[J];北方工业大学学报;2001年01期
9 熊昌镇,邹建成;K进制面包师变换及其在数字图像加密中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
10 吴发恩,邹建成;数字图像二维Arnold变换周期的一组必要条件[J];北方交通大学学报;2001年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 杜江;信息隐藏与数字水印技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
3 王卫卫;小波与提升及其在图像数字水印中的算法研究[D];西安电子科技大学;2001年
4 孔祥维;信息安全中的信息隐藏理论和方法研究[D];大连理工大学;2003年
5 曹卫兵;基于数字图像的信息隐藏技术研究[D];西北工业大学;2003年
6 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
7 刘春庆;隐秘通信理论与技术研究[D];南京理工大学;2004年
8 李智;图像数据中的隐藏信息检测技术研究[D];四川大学;2004年
9 王青海;基于视觉特性的小波变换编码及图象质量评价方法的研究[D];上海大学;2004年
10 姜楠;信息隐藏和隐藏分析的理论与算法研究[D];北京邮电大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王君;基于数字图像的信息隐藏技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
2 陈薇薇;基于人类视觉系统生理特性的模型及应用研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 高建炯;基于模式识别的图像隐写分析[D];同济大学;2006年
4 杨正琴;音频隐写分析技术的研究[D];南京理工大学;2006年
5 刘劲;基于人眼视觉特性的图像密写技术研究[D];湖南大学;2006年
6 巩丽萍;数字图像的信息隐藏算法研究[D];电子科技大学;2007年
7 张李秋;一种基于纹理特征提取的图像检索方法[D];电子科技大学;2007年
8 吴霞;基于人类视觉特性的隐写技术研究[D];湖南大学;2007年
9 吕锐;音频信息隐藏算法的研究[D];解放军信息工程大学;2007年
10 李婷;JPEG图像中数字密写技术的研究[D];北京交通大学;2008年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈博;多媒体数据中多重信息隐藏方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 谢锦生;基于动态感知与异常注意的目标描述方法研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 吴雪垠;基于小波域的图像密写分析[D];武汉科技大学;2012年
2 曹丽丽;结合人眼视觉系统特性的PVD密写方法的研究[D];天津理工大学;2013年
3 贾朝辉;基于H.264的视频信息隐藏技术研究[D];电子科技大学;2013年
4 鲍翠红;变量阶数加权酉变换类图像加密算法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
5 齐强春;数字图像隐写检测系统设计研究[D];厦门大学;2014年
6 仲英豪;基于组合置乱和纹理特征的图像隐藏技术研究[D];云南大学;2014年
【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 丁玮,闫伟齐,齐东旭;基于离散余弦变换的数字水印图象[J];北方工业大学学报;1999年03期
4 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
5 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
6 李国富,宋瑞霞,赵慧;椭圆曲线在数字图像隐藏中的应用[J];北方工业大学学报;2000年03期
7 徐迎晖;;磁电阻随机存储器MRAM的原理与应用[J];电子技术;2006年03期
8 牛夏牧,陆哲明,孙圣和;基于多分辨率分解的数字水印技术[J];电子学报;2000年08期
9 孙圣和,陆哲明;数字水印处理技术[J];电子学报;2000年08期
10 孙圣和,王秋生;矢量变换域内灰度级数字水印嵌入算法[J];电子学报;2001年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周维真;周滨;;一种改进的塔形结构图像分割算法[J];西安电子科技大学学报;1988年03期
2 余兆明;;34Mb/s数字电视中的一行数字信号延时线[J];南京邮电大学学报(自然科学版);1993年03期
3 BillHoward;ThomOConner;伍颖文;;Kodak DCS 420像机:对胶卷说再见![J];个人电脑;1995年03期
4 J Jayapandian;;用PC控制的经济型波形发生器[J];电子设计技术;1997年02期
5 刘永红;数字图像的处理(一)[J];电脑编程技巧与维护;1998年09期
6 ;Canon数字图像三“件”齐发[J];每周电脑报;1998年13期
7 陈颖,法玉玲,韩冬梅;从弗吉尼亚大学图书馆数字图像中心的建设谈多媒体技术与图书馆[J];情报杂志;1999年04期
8 Dave Johnson ,马宗奎;数字图像应用技巧大揭秘[J];电子与电脑;1999年02期
9 刘永红;数字图像的处理(四)[J];电脑编程技巧与维护;1999年02期
10 刘永红;数字图像的处理(五)[J];电脑编程技巧与维护;1999年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐文杰;岳中琦;胡瑞林;;基于数字图像的土、岩和混凝土内部结构定量分析和力学数值计算的研究进展[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
2 杨高波;金炜;;中子数字图像散射抑制算法[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
3 李红军;张立周;张玉铭;程一松;胡春胜;;应用数字图像进行小麦氮素营养诊断中图像分析方法的研究[A];中国植物营养与肥料学会2010年学术年会论文集[C];2010年
4 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
5 薛雷;李维朝;孙强;王媛媛;冶小平;黄鑫;;基于数字图像像素单元建立准三维FLAC~(3D)模型[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
6 吴丽平;贾静蕾;董津生;刘丽;;基于纹理合成的数字图像修复方法[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
7 张云峰;赵建;;红外图像拉伸算法研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
8 徐文杰;胡瑞林;王艳萍;;基于数字图像的非均质岩土材料细观结构PFC~(2D)模型[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
9 David Riley;Jessie Whitsides;;在建筑业中数字图像照像技术的应用[A];勘察设计企业信息化建设研讨会资料汇编[C];2003年
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 毛黎;人类可通过思维操纵数字图像[N];科技日报;2010年
2 洪崇恩;敦煌壁画制成数字图像[N];文汇报;2004年
3 郭鸿;独具慧眼的诺基亚7250[N];国际商报;2003年
4 记者王朝霞;中美合作研制敦煌数字图像档案[N];甘肃日报;2002年
5 王曜卿;数字图像管家婆——藏画(GAZO)[N];中国计算机报;2001年
6 记者 李冰峰;我市企业瞄上伦敦“奥运蛋糕”[N];金华日报;2009年
7 特约通讯员 李常明 郭强;毕笃彦学成回国显身手[N];解放军报;2000年
8 ;清晰数码从 DigitaIDNA 开始[N];中国计算机报;2001年
9 思力;新数学模型精确“算出”真实世界[N];大众科技报;2002年
10 本报记者 徐蓉 实习生 何婷;数字技术 能否重塑家电强省梦[N];湖南日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王波;利用成像引入特征的数字图像被动盲取证研究[D];大连理工大学;2010年
2 陈海鹏;数字图像真伪鉴别技术研究[D];吉林大学;2011年
3 王莘;数字图像伪装关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 孟宪哲;盲环境下数字图像篡改鉴定的关键理论与技术研究[D];北京邮电大学;2013年
5 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
6 王俊文;数字图像内容篡改盲取证研究[D];南京理工大学;2010年
7 黄勃;舌数字图像颜色计算机分析与分类[D];湖南中医药大学;2013年
8 魏为民;基于Fourier谱分析的数字图像被动取证研究[D];上海大学;2010年
9 石媛媛;基于数字图像的水稻氮磷钾营养诊断与建模研究[D];浙江大学;2011年
10 曹雁军;数字图像被动取证与反取证技术研究[D];南开大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 解辉;电抗器数字图像批量处理系统研究[D];长春理工大学;2010年
2 吕颖达;数字图像合成篡改盲鉴别算法的研究[D];吉林大学;2010年
3 李静;基于集成学习技术的数字图像自动修复理论与算法研究[D];江西理工大学;2010年
4 张慧娟;数字图像修复技术在缺损照片处理中的应用研究[D];华中师范大学;2010年
5 耿桂华;数字图像混沌加密算法的研究与设计[D];重庆大学;2010年
6 邵中华;X射线焊缝数字图像的缺陷提取技术研究[D];中北大学;2011年
7 杨旭东;基于小波变换的数字图像压缩与数字图像安全技术研究[D];浙江工业大学;2003年
8 李士恩;基于数字图像的绒毛分类识别技术研究[D];北京服装学院;2010年
9 陈隆;基于网络的嵌入式数字图像通信系统的研究[D];浙江大学;2003年
10 李辉;数字图像处理技术在玻璃瓶裂纹检测系统中的研究和应用[D];天津工业大学;2003年
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