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基于JPEG图像的隐写编码和盲检测技术研究

作　者: 王勇
导　师: 刘九芬
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 应用数学
关键词: 信息隐藏 隐写码 MME 隐写分析 多方向相关性 盲检测
分类号: TN918.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着网络技术、通信技术和多媒体信号处理技术的迅速发展,信息隐藏作为一种新兴的密码技术,已经成为信息安全领域一个新的研究热点。隐写技术是信息隐藏技术的一个重要分支,主要研究如何在公开的多媒体数据中隐藏信息以实现隐蔽通信。隐写编码是隐写术的一种核心技术,它主要研究对载体作尽可能少的修改而嵌入尽可能多的信息。隐写分析研究对隐写术的攻击,即如何检测、提取或破坏隐藏的秘密信息。针对信息隐藏技术的发展和应用需求,本文主要研究基于JPEG图像的隐写编码和盲检测技术,主要内容如下:1、构造了MME+1(Modified Matrix Encoding)隐写码并给出基于MME+1的两种隐写算法(1)通过组合不同MME隐写码,在每段相同长度的载体上多嵌入了1比特秘密消息,提出了MME+1隐写码。MME+1在不增加计算复杂度的条件下,较MME算法在一定程度上提高了嵌入效率。(2)在(1)基础上,针对JPEG解压图像提出了基于MME+1的LSB匹配(Least Significant Bit Matching)隐写算法。实验结果表明:该算法减小了载体系数的取整失真,提高了抵抗LSB匹配检测算法的能力。(3)在(1)基础上,针对JPEG图像提出了基于MME+1的IRB (Iterative Random Blocking)隐写算法。实验结果表明:该算法减小了载体DCT系数的取整失真,提高了抵抗基于校准的盲检测算法的能力。2、提出了基于DCT(Discrete Cosine Transform)系数多方向相关性和校准的盲检测方法(1)构造了一种能反映DCT系数多方向相关性的特征矩阵,然后联合预测误差校准和裁剪校准,提取JPEG图像96维盲检测特征量。实验结果表明:该96维盲检测特征对经F5,OutGuess(ver 2.0),JpHide(ver 0.5),StegHide,MB1和MB2隐写的载密图像具有较强的敏感性。(2)使用(1)中得到的96维特征向量利用支持向量机设计二分类器区分载体、载密图像。实验结果表明:对F5,OutGuess(ver 2.0),JpHide(ver 0.5),StegHide,MB1和MB2六种隐写算法,该二分类器能以较高的准确率区分载体、载密图像。(3)使用(1)中得到96维特征向量利用支持向量机设计多分类器区分基于JPEG图像的隐写算法。实验结果表明:该多分类器具有一定的区分上述六种隐写算法的能力。该研究成果为进一步提取隐藏的秘密信息奠定了一定的基础。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 研究背景  11
  1.2 信息隐藏技术简介  11-13
    1.2.1 信息隐藏技术的分类  12
    1.2.2 信息隐藏技术的发展现状  12-13
  1.3 图像隐写技术研究现状  13-14
    1.3.1 图像隐写术  13
    1.3.2 图像隐写编码技术  13-14
    1.3.3 图像隐写盲检测技术  14
  1.4 本文的主要工作  14-17
第二章 基于MME+1 隐写码的两种隐写算法  17-31
  2.1 MME隐写码  17-18
  2.2 MME+1 隐写码  18-20
  2.3 JPEG压缩编码  20-21
  2.4 基于MME+1 的LSB匹配隐写算法  21-24
    2.4.1 基于DCT域噪声残余的LSB匹配检测算法  21-22
    2.4.2 基于MME+1 的LSB匹配隐写算法  22
    2.4.3 实验结果  22-24
  2.5 基于MME+1 的IRB隐写算法  24-28
    2.5.1 IRB隐写算法分析  24-26
    2.5.2 基于MME+1 的IRB算法  26-27
    2.5.3 实验结果  27-28
  2.6 本章小结  28-31
第三章 基于DCT系数多方向相关性和校准的盲检测方法  31-43
  3.1 基于JPEG图像的隐写方法  31-32
  3.2 基于马尔科夫矩阵的盲检测方法  32-33
  3.3 特征提取  33-37
    3.3.1 基于多方向相关性的特征矩阵  33-34
    3.3.2 基于DCT系数多方向相关性的特征提取  34-36
    3.3.3 特征校准  36-37
  3.4 特征评估  37-38
  3.5 检测算法  38-39
  3.6 实验结果  39-41
    3.6.1 针对6 种隐写算法的二分类实验  39-41
    3.6.2 针对6 种隐写算法的多分类实验  41
  3.7 本章小结  41-43
结束语  43-45
参考文献  45-48
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  48-49
致谢  49

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信保密与通信安全 > 密码、密码机
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