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图像信息隐藏技术的应用研究

作　者: 蔡正保
导　师: 石润华
学　校: 安徽大学
专　业: 计算机技术
关键词: 图像信息隐藏 LSB 安全传输
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着网络技术的发展,利用网络传输信息已日趋普遍,但是网络中存在很多不安全因素,为了保护好传输中的信息,信息隐藏技术成为人们广泛研究的课题。信息隐藏技术涉及到生活中的各个方面,无形的信息已在生活中扮演着重要的角色,多媒体信息的发展交流在深度和广度上都在不断加大,发布形式也越来越丰富。但是在信息的传输与交流中也出现了一些麻烦,信息的安全需要进行有效的保护,信息隐藏作为保护信息的主要手段之一,得到了广泛的研究与应用。本文介绍了信息隐藏的概念、发展及研究现状,以及信息隐藏技术在生产生活中的应用；总结了信息隐藏技术原理、基本特性、分类、框架模型以及相关术语；简单介绍了数字水印和信息加密,简要地分析了信息隐藏与数字水印以及信息隐藏和数据加密的区别；总结了常见的信息隐藏算法。在介绍信息隐藏基础理论以及图像载体基本知识的基础上,探讨了基于空域的信息隐藏技术的应用,即在LSB技术的基础上,探索出了改进的LSB技术。空域方法就是把图像像素进行一些有意义的修改从而达到嵌入信息的目的,但在实际应用中需要考虑嵌入位置、嵌入强度等因素,这也就决定了信息隐藏的效果。简单的LSB技术原理比较简单,实现起来比较方便,但是对抗噪声的能力比较弱。改进的LSB技术可以使得载体图像嵌入秘密图像后变化量小,秘密图像嵌入量大、隐蔽性强；能够克服图像的直方图异常、图像统计的不对称性等现象,还可以实现盲提取；并且该算法有效性、安全性都非常好,即隐藏效果好,符合隐藏量大、透明性好的要求。在改进的LSB技术基础上设计了图像安全传输系统。图像安全传输系统主要用在需要对传输中的图像进行保护的情况下。其目的就是建立一条安全的图像传输路径,使得秘密图像不被网络中的非法用户所知,即使非法用户截获了传输中的图像,也很难分析出秘密图像。这里设计的系统以图像信息隐藏技术为基础,能够应用于校园网环境下,实现图像的安全传输。它能够将秘密图像进行加密,并嵌入到载体图像中,再在网络中进行传输。在日常生产生活中,本系统可以用来传输一些重要的图像文件,实现对传输中的图像信息进行保护。在对系统结构进行设计的同时,实现了系统的图像发送子系统、服务器子系统和图像接收子系统三个模块的功能,并将三个子系统进行了整合。最后,在校园网环境下对系统进行了应用,通过实际应用验证了系统的图像隐藏效果好,图像的发送、接收都比较方便,符合秘密图像安全传输的要求。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 引言  9
  1.2 信息隐藏的概念  9-10
  1.3 信息隐藏的发展及研究现状  10-13
    1.3.1 国际信息隐藏技术发展情况  10-12
    1.3.2 国内研究进展  12
    1.3.3 信息隐藏的发展方向思考  12-13
  1.4 信息隐藏技术的应用  13-15
  1.5 本文的主要工作  15-17
第二章信息隐藏基础理论  17-31
  2.1 信息隐藏技术原理及基本特性  17-18
    2.1.1 基本原理  17
    2.1.2 基本特性  17-18
  2.2 信息隐藏技术的分类  18-20
  2.3 信息隐藏技术的框架模型及相关术语  20-21
    2.3.1 框架模型  20
    2.3.2 相关术语  20-21
  2.4 数字水印概述  21-22
    2.4.1 数字水印的概念  21-22
    2.4.2 信息隐藏与数字水印的区别  22
  2.5 信息加密概述  22-25
    2.5.1 信息加密的概念  22-23
    2.5.2 信息加密算法  23-24
    2.5.3 信息隐藏与信息加密的区别  24-25
  2.6 常见的信息隐藏算法  25-29
    2.6.1 位平面算法  25-26
    2.6.2 调色板算法  26-27
    2.6.3 空域信息隐藏算法  27
    2.6.4 频域变换信息隐藏算法  27-29
    2.6.5 统计算法  29
    2.6.6 图像融合算法  29
  2.7 信息隐藏的检测与提取  29-31
第三章图像载体基本知识  31-38
  3.1 图像的基本类型  31-32
  3.2 图像文件的典型格式  32
  3.3 图像中与信息隐藏相关的特性  32-35
    3.3.1 图像直方图  32-33
    3.3.2 位平面  33-34
    3.3.3 人类视觉系统HVS  34-35
  3.4 图像信息隐藏的评价体系  35-38
第四章基于空域的信息隐藏技术应用  38-49
  4.1 LSB技术  38-42
  4.2 改进的LSB技术  42-48
    4.2.1 秘密图像的嵌入  42-44
    4.2.2 Mark~*信息的隐藏  44
    4.2.3 秘密图像的提取  44-45
    4.2.4 应用结果及分析  45-48
  4.3 小结  48-49
第五章基于LSB技术的图像安全传输系统设计  49-67
  5.1 图像安全传输系统概述  49-52
    5.1.1 系统的图像传输模型  49-50
    5.1.2 系统的功能  50-51
    5.1.3 系统的工作流程  51-52
    5.1.4 系统的开发设计工具及运行环境  52
  5.2 系统的结构  52-53
    5.2.1 系统的网络通信结构  52
    5.2.2 系统的功能结构  52-53
  5.3 系统的设计  53-59
    5.3.1 图像发送子系统的设计  53-57
    5.3.2 服务器子系统的设计  57
    5.3.3 图像接收子系统的设计  57-59
  5.4 系统的应用  59-66
    5.4.1 应用环境  60
    5.4.2 用户登录  60-61
    5.4.3 用户管理和日志管理  61-62
    5.4.4 图像发送  62-64
    5.4.5 图像接收  64-66
    5.4.6 系统的图像传输效果分析  66
  5.5 小结  66-67
第六章总结与展望  67-69
  6.1 总结  67
  6.2 展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-72

图像信息隐藏技术的应用研究

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