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含有脆弱水印的无损信息隐藏研究

罗国祺  
【摘要】:近年来随着信息技术的迅速发展,信息隐藏技术被广泛的应用于数据保密通信、数据完整性的验证、数字产品的产权保护等方面。但是由于隐藏信息的嵌入也常常会引起多媒体数据发生不可逆转的改变。而这种改变所带来的失真在对原始数据要求较高的应用领域中是不能忽略的,例如,对于医学上的数字医疗图像的轻微改变就可能造成严重的后果。因此迫切需要一种既能有效地避免破坏原始数据信息,又能通过隐藏信息发挥作用的新方法——无损信息隐藏方法。这种方法可以在提取嵌入的信息后,把由于隐藏信息嵌入而引起数据载体的变化修正,从而完全的恢复原始的数据。 本文的工作主要集中在对未压缩格式BMP图像和压缩格式JPEG图像的无损信息隐藏新算法的研究,以及结合无损信息隐藏方法与脆弱水印的原理,提出有效的保护数字图像完整性的认证方法。 本文首先研究了针对BMP图像的现有无损信息隐藏方法原理,并在实现多种方法的基础上,提出了一种基于整数小波变换的针对BMP图像的无损隐藏新算法。实验结果证明在相同的峰值信噪比的条件下,本算法不仅比已知的算法具有更高的信息嵌入容量,而且可以在具有较高峰值信噪比的条件下,依然保持较高的信息嵌入容量。 其次,在对JPEG图像特点深入分析和对现有方法研究的基础上,提出了一种针对JPEG图像的无损隐藏新算法,实验结果表明该算法不仅在相同的峰值信噪比的条件下比目前已知的最新算法具有更大的信息嵌入容量,而且对于不同质量因子,该算法都能在图像具有好视觉质量的条件下,保证一定的数据嵌入容量。 然后,结合无损信息隐藏方法与脆弱水印的原理,分别提出针对BMP和JPEG图像的分块精确认证方法。试验结果证明用本方法对图像嵌入分块认证信息后其视觉质量仍然保持良好,不但可以有效地检测出图像发生篡改的位置,并能完全恢复通过认证后的图像数据。 最后,本文对无损信息隐藏和脆弱水印技术现有问题进行了分析,并提出了需要进一步研究的内容和可能的发展方向。


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