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基于整数小波变换的可逆信息隐藏

作　者: 韦一
导　师: 熊志勇
学　校: 中南民族大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 可逆信息隐藏整数小波变换预测扩展预测误差扩展溢出定位图
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着互联网技术的飞速发展,在网络上制作、拷贝、传播和发布多媒体数字作品变得更加的容易,信息隐藏技术为日益严峻的多媒体信息安全和知识产权保护提供了一个十分有效且非常可靠的解决方案,该技术得到了不断的改进,并更加趋于完善。与此同时,对于大部分信息隐藏算法而言,在原始载体图像中嵌入了隐秘信息后,其原始载体的数据不能被无损的恢复,这对原始数据要求极高的应用领域是不可接受的,如医学和军事领域,而可逆信息隐藏技术的提出恰好可以弥补这一不足。可逆信息隐藏技术其实质是一种脆弱性水印方案,即在多媒体作品中嵌入隐秘信息,它的可用性并没有被改变,当其数据受到质疑时,可以把隐秘信息从多媒体作品中提取出来以鉴别真伪,并且能够无损恢复原始的载体图像。本文首先介绍了信息隐藏技术的产生背景、相关概念、分类、一般模型、典型算法、性能评价、研究方向、研究现状和当前存在的问题;然后介绍了连续小波、离散小波、整数小波等小波变换的基本理论;最后重点围绕如何提高嵌入容量和改善视觉质量两个方面展开研究。本文的主要贡献:(1)提出了一种基于预测扩展和二次可变换性的可逆信息隐藏算法。该算法选择菱形预测器预测像素值,从而可以确保预测的准确率最高,并把预测误差分成两类:可变换和不可变换;然后依据预测误差的可变换性生成一个不可变换差值分布表,即长度为256的一维数组,用于记录每一预测值是否存在不可变换差值。在提取端只需还原不可变换差值分布表,当其元素等于0时,则对应的预测误差一定是可以变换的,提取其数据或者恢复其预测误差值。当其元素不等于0,则变换性不能确定,因为其中可能包含了可变换的预测误差。为了避免嵌入容量的损失,进一步引入了预测像素的二次可变换性的方法,用于定位可以变换的预测误差。由于引入不可变换差值分布表和预测误差二次可变换性的方法都不需要嵌入溢出定位图,因而嵌入容量得到了极大的提高。实验结果表明,本算法具有良好的视觉质量和较高的嵌入容量。(2)在该算法的基础上,以Visual Studio 2008为开发环境,设计了一个灰度图像可逆信息隐藏系统。实验结果表明:该系统具有嵌入信息、检测信息、提取信息、认证信息、去除信息、鲁棒性检测、性能检测等功能。

基于整数小波变换的可逆信息隐藏

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