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基于JPEG图像的信息隐藏算法研究

作　者: 王现会
导　师: 张显全
学　校: 广西师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 信息隐藏 JPEG DCT AC系数 分块
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着计算机网络技术的发展,信息技术在经济、政治、军事、文化等领域广泛的应用,信息安全问题面临着巨大的挑战。数字信息在传输过程中,很容易遭到有意或无意的攻击,如果重要的信息被窃听、截取、或者毁坏,都会带来严重的损失。目前单靠加密技术已经不能满足信息安全的需求,在这种情形下,如何保证信息的安全,是当今研究的热点问题之一。信息隐藏作为信息安全的一个新领域,在隐蔽通信和计算机网络取证方面发挥着越来越重要的作用。JPEG图像是一种有损压缩图像,由于其存储空间小,是当前应用中主要的图像类型之一,用他作为信息隐藏的载体具有广泛的应用价值,因此研究JPEG图像的信息隐藏具有重要的意义。本文首先介绍了信息隐藏的理论知识和JPEG压缩标准,对JPEG图像量化后的DCT系数特性进行分析,在已有JPEG图像的隐藏算法基础上提出了如下两种隐藏算法：1、在JPEG图像的量化后的DCT系数矩阵中,高频系数的绝对值比较小,这些值改变后对图像影响较大,因此不在高频系数中嵌入数据。在每个8*8量化后的DCT系数矩阵中确定待隐藏秘密信息的载体序列,将秘密信息转换为二进制比特流,按每两个秘密信息位为一个单位构造成一个新的整数序列。在载体序列中以每4个连续的元素为一组,用秘密信息序列中元素的值确定在每一组载体序列中的位置,将秘密信息序列中的两个连续元素隐藏在这4个载体元素中。然后再对未隐藏秘密信息的位置进行数据调整,并根据当前隐藏秘密信息的位置确定下一组载体序列。由于该算法在4个载体元素中至少隐藏4bit秘密信息,对载体元素的修改量也比较小,实验结果表明,在隐藏容量较大时,载密图像视觉质量较好。2、分块的JPEG图像隐藏算法,在DCT系数矩阵中,由于大部分的能量都集中在低频部分而高频部分决定其细节部分。根据这一原理,按DCT系数矩阵中不为零的DCT系数个数,将所有的8*8分块分成三种不同的类型块。不为零的DCT系数个数越多表明该块的纹理越复杂,对人的视觉系统敏感程度就较大,其DCT系数可以有较大的修改量,在该块中隐藏较多的信息,提高隐藏容量。不为零的DCT系数个数越少表明该块的纹理比较简单,对人的视觉系统敏感程度比较小,其DCT系数只可以有较小的修改量,在该块中隐藏较少的信息,减少信息隐藏后对载体图象的影响。实验表明,该算法较好的平衡了隐藏容量与图像视觉质量之间的关系。

全文目录


中文摘要  3-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-20
  1.1 信息隐藏概述  8-12
    1.1.1 信息隐藏技术的概念  8-9
    1.1.2 信息隐藏技术的分类  9-10
    1.1.3 信息隐藏技术的特征  10-11
    1.1.4 信息隐藏技术的应用  11-12
  1.2 信息隐藏技术研究现状  12-19
    1.2.1 基于数字图像信息隐藏技术研究的现状  12-15
    1.2.2 基于JPEG图像信息隐藏技术研究的现状  15-19
  1.3 本文所做的工作及章节安排  19-20
    1.3.1 本文所做的工作  19
    1.3.2 本文章节安排  19-20
第2章 一种JPEG图像信息隐藏算法  20-32
  2.1 JPEG简介  20-23
  2.2 DCT系数特性  23
  2.3 信息嵌入  23-27
    2.3.1 载体与秘密信息处理  23-24
    2.3.2 秘密信息的嵌入  24-27
  2.4 信息提取  27-28
  2.5 实验结果与分析  28-30
  2.6 本章小结  30-32
第3章 基于分块的JPEG图像信息隐藏算法  32-41
  3.1 图像块分类类型  32-33
    3.1.1 离散余弦变换及特性  32
    3.1.2 图像块的分类  32-33
  3.2 分类信息隐藏算法  33-36
    3.2.1 W_1类型块的数据嵌入方法  33-34
    3.2.2 W_2类型块的数据嵌入方法  34
    3.2.3 W_3类型块的数据嵌入方法  34-35
    3.2.4 信息隐藏和提取算法  35-36
  3.3 实验结论与分析  36-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 总结与展望  41-43
  4.1 全文总结  41
  4.2 将来研究工作  41-43
参考文献  43-47
攻读硕士学位期间的科研情况  47-48
致谢  48-49

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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