【正文】 頻率上，F(xiàn)(u,v)即為每一個(gè)對(duì)應(yīng)的空間頻率成分在原圖像中所占的比重；而反變換則是一個(gè)將這些不同空間頻率上的分量合成為原圖像的過(guò)程，變換系數(shù)F(u，v)在這個(gè)精確、完全的重構(gòu)過(guò)程中規(guī)定了各頻率成分所占分量的大小?；贒CT的圖像信息隱藏算法能夠充分利用頻域特性，將秘密信息分布到載體圖像的各像素上，以提高算法的魯棒性。早在上世紀(jì)末，COX等人較早地提出了基于DCT域信息隱藏方法。因此，基于離散小波變換的信息隱藏算法已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和最重要的研究方向?；趬嚎s標(biāo)準(zhǔn)模型的信息隱藏算法可以很好的解決與這些標(biāo)準(zhǔn)的兼容問(wèn)題，增強(qiáng)抵抗有損壓縮攻擊的能力。 基于離散小波變換(DWT)的圖像信息隱藏算法小波分析(Wavelet Analysis) ，并迅速應(yīng)用到圖像和語(yǔ)音分析等眾多領(lǐng)域的數(shù)學(xué)工具，是繼110多年前建立傅立葉(Joseph Fourier)分析之后的一個(gè)重大突破。提出基于原始圖象的傅立葉變換，將調(diào)制后的秘密信息依次加入到某些固定位置的幅值譜上，利用傅里葉變換的可加性和圖象去噪原理提出了一種基于頻域的三維運(yùn)動(dòng)盲水印算法。 變換域算法的優(yōu)點(diǎn)由于變換域信息隱藏技術(shù)是在頻域嵌入信息，因此它有頻域所固有的抗攻擊和變換的能力，使這一隱藏方案對(duì)比例變化、JPEG壓縮、抖動(dòng)、剪輯、打印/掃描以及合謀攻擊都具有很好的魯棒性。比較常用的是離散傅立葉變換(DFT)、離散余弦變換(DCT)和離散小波變換(DWT)等，它們主要是通過(guò)修改載體圖像某些指定的頻域系數(shù)來(lái)嵌入數(shù)據(jù)。張濤等人提出了基于圖像平滑度的空域LSB嵌入的檢測(cè)算法，該文獻(xiàn)對(duì)圖像像素值與鄰域均值的差的分布進(jìn)行建模，以該分布的方差定義了圖像平滑度的概念，進(jìn)而通過(guò)對(duì)消息嵌入、LSB平面取反帶來(lái)的圖像平滑度的變化進(jìn)行分析，提出了針對(duì)空域LSB替換偽裝算法的秘密消息長(zhǎng)度估計(jì)算法，該算法可以準(zhǔn)確地估計(jì)圖像中嵌入的秘密信息數(shù)據(jù)量的大小，計(jì)算速度快，有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)。Bander等人提出的Patchwork算法是一種基于統(tǒng)計(jì)特性的信息隱藏算法。任何其它的圖像變換如模糊、濾波等，通常都會(huì)破壞隱藏的數(shù)據(jù)。對(duì)于許多變換，即使是有益的，也都是很脆弱的。2．?dāng)?shù)據(jù)嵌入量對(duì)于24bit圖像，LSB隱藏算法是3數(shù)據(jù)位/像素，每個(gè)像素又是由24位來(lái)表示，那么可以隱藏的信息率為3/24=1/8。顯然，LSB隱藏算法最低位被改變的概率是50%，它在原始圖像里面引入了極小的噪聲，在視覺(jué)上是不可見(jiàn)的。 空域(Spatial Domain)隱藏算法空域隱藏技術(shù)是指將秘密信息嵌入數(shù)字圖像的空間域中，即對(duì)像素灰度值進(jìn)行修改以隱藏秘密信息。2．基于視覺(jué)興趣的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法從視覺(jué)心理學(xué)角度看，視覺(jué)是一種積極的感受行為，不僅與生理因素有關(guān)，還在相當(dāng)大的程度上取決于心理因素。表31 主觀(guān)質(zhì)量測(cè)量尺度級(jí)別絕對(duì)測(cè)量尺度相對(duì)測(cè)量尺度1很好一批中最好的2較好比該批中平均水平好3一般該批中平均水平4較差比該批平均水平差5很差該批中最差的3．新的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展，圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的研究已從以往的簡(jiǎn)單誤差統(tǒng)計(jì)方法發(fā)展到結(jié)合人眼視覺(jué)特性(HSV)的誤差統(tǒng)計(jì)方法。2．圖像的主觀(guān)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法主觀(guān)評(píng)價(jià)方法就是讓一群觀(guān)察者根據(jù)一些事先規(guī)定的評(píng)價(jià)尺度或自己的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)測(cè)試圖像按視覺(jué)效果提出質(zhì)量判斷，并給出質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)所有觀(guān)察者給出的分?jǐn)?shù)進(jìn)行加權(quán)平均，所得的結(jié)果即為圖像的主觀(guān)質(zhì)量評(píng)價(jià)。峰值信噪比PSNR越大，說(shuō)明圖像的保真度越好，兩幅圖像越相似。因此，對(duì)圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法工程中采用的還是主觀(guān)評(píng)價(jià)法，在一些特定應(yīng)用背景，如圖像復(fù)原中，才采用定量分析。數(shù)字圖像信息隱藏系統(tǒng)中也必須對(duì)隱藏算法中得到的隱密公開(kāi)圖像和解密算法中得到的恢復(fù)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。 色濃 白 純色 色調(diào) 灰 色深 黑 顏色三角形 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究是圖像信息工程的基礎(chǔ)技術(shù)之一。V 綠（120度） 黃 青 紅（0度） 藍(lán)（240度） 品紅 H 0 S HSV顏色模型HSV顏色模型對(duì)應(yīng)于畫(huà)家的配色方法。在HSV顏色模型中，每一種顏色和它的補(bǔ)色相差180度。R、G、B的亮度值限定在[0255]。(0,0,0)為黑色，(1,1,1)為白色。面向硬設(shè)備的最常用的模型是RGB模型，而面向彩色處理的最常用模型是HIS模型。提出了基于差分直方圖實(shí)現(xiàn)LSB信息隱藏的可靠性檢測(cè)方法，研究了一種基于頻率域差分直方圖能量分布的可對(duì)DFT域、DCT域和DWT域圖像信息隱藏實(shí)現(xiàn)通用盲檢測(cè)的方法?？梢钥闯觯狈綀D很直觀(guān)地反映了圖像的視覺(jué)效果。灰度級(jí)為[O，L1]的數(shù)字圖像的灰度直方圖通常用離散函數(shù)h(Rk)表示，定義如下：h(Rk)其中Rk為第k級(jí)灰度，Nk是圖像中具有灰度級(jí)Rk的像素個(gè)數(shù)。式中，g(j)是行向量或列向量。這樣就可以在滿(mǎn)足精度要求的情況下用較少的位數(shù)來(lái)表示。一般采用等間隔廊一量化，稱(chēng)之為均勻量化。為了計(jì)算機(jī)的表達(dá)方便，通常取為2的整數(shù)次冪，如25128等?！傲炕本褪菍?duì)這個(gè)模擬輸出量取離散整數(shù)值，這個(gè)過(guò)程用A/D器件實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化包括采樣和量化兩個(gè)步驟。其中，r代表圖像的行(row)，c代表圖像的列(column)。一幅圖像可以用一個(gè)二維函數(shù)f(x,y)來(lái)表示，也可看作是一個(gè)二維數(shù)組，x和y表示二維空間XY中一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置，代表圖像在點(diǎn)(x,y)的某種性質(zhì)F的數(shù)值，例如一種常用的圖像是灰度圖()，此時(shí)f表示灰度值，它對(duì)應(yīng)客觀(guān)景物被觀(guān)察到的亮度。物體圖像數(shù)學(xué)圖像可見(jiàn)圖像圖片模擬不可見(jiàn)圖像光學(xué)圖像數(shù)字 圖像的模型在圖像集合中，包含了所有可見(jiàn)的圖像(visible image)，即可由人眼看見(jiàn)的圖像的子集，在該子集中又包含幾種不同方法產(chǎn)生的圖像的子集，一個(gè)子集為圖片(picture)，它包括照片(photograph)、圖(drawing)和畫(huà)(painting)。同時(shí)，圖像又是人類(lèi)獲取視覺(jué)信息的主要途徑，是人類(lèi)能體驗(yàn)的最重要、最豐富、信息量最大的信息源。人的視覺(jué)系統(tǒng)(HVS：human Vision system)就是一個(gè)觀(guān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)它得到的圖像就是客觀(guān)景物在人心目中形成的影像。用于進(jìn)行隱蔽通信的圖像信息隱藏算法可以分為兩大類(lèi)：基于空域的信息隱藏算法和基于變換域的信息隱藏算法。一般來(lái)說(shuō)，在嵌入這類(lèi)信息時(shí)，同時(shí)要加上時(shí)間戳作為另外一層防護(hù)。在電子商務(wù)中，交易雙方的任何方不得抵賴(lài)自己曾經(jīng)做出的行為，也不能否認(rèn)曾經(jīng)接受到對(duì)方的信息，這是網(wǎng)絡(luò)電子交易的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)采用嵌入脆弱水印的方法，將一些與介質(zhì)內(nèi)容或作者身份相關(guān)的數(shù)據(jù)信息嵌入到數(shù)字媒體中，一旦資料被篡改，水印就被破壞，這樣，通過(guò)提取驗(yàn)證水印，就可以檢測(cè)出介質(zhì)是否被篡改，從而驗(yàn)證資料的完整性。但與此同時(shí)，對(duì)數(shù)字作品的版權(quán)保護(hù)日益成為迫切需要解決的問(wèn)題。(3)秘密通信最初信息隱藏技術(shù)主要用來(lái)進(jìn)行秘密傳遞消息，它隱藏了通信收發(fā)雙方以及通信過(guò)程的存在，而且隱藏后的信息可以通過(guò)公開(kāi)信道進(jìn)行傳輸，不用擔(dān)心信息被截獲和破譯。(1)隱蔽通道通信隱蔽信道是一種通訊信道，它存在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，其特點(diǎn)是信息的傳遞方式違背了系統(tǒng)的安全原則，從而成為一個(gè)隱蔽的信息傳輸通道。前者旨在保護(hù)秘密信息的安全傳輸，主要應(yīng)用于隱蔽通信；后者目的在于保護(hù)載體本身的屬性，主要用來(lái)進(jìn)行知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。正是由于信息隱藏基本特性之間相互依賴(lài)相互制約的特點(diǎn)，造就了信息隱藏技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性。對(duì)于數(shù)字水印來(lái)說(shuō)，上述三項(xiàng)性能的重要性排序是魯棒性、不可感知性、嵌入量。不可感知性、魯棒性和嵌入量從根本上決定信息隱藏系統(tǒng)性能的三個(gè)屬性，三者之間是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體，它們彼此之間相互制約，并且在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。魯棒性強(qiáng)調(diào)信息傳輸?shù)目煽啃浴?1)不可感知性(Invisibility)，也稱(chēng)透明性，隱蔽性，是指嵌入信息的操作不應(yīng)使原始載體信息的質(zhì)量有明顯下降，即不產(chǎn)生明顯的信息嵌入痕跡，使得在通信過(guò)程中的攜帶秘密信息的載體不會(huì)引起第三方的懷疑。隱藏對(duì)象在傳輸過(guò)程中可能被隱藏分析者截獲并進(jìn)行處理。*amp。 載體S 110110101010010010111011隱藏 信息M 信息隱藏載體S’ 信息隱藏示意圖為了增加破譯的難度，進(jìn)一步提高秘密信息的安全性，還可以把加密技術(shù)和隱藏技術(shù)相結(jié)合，即先對(duì)消息M加密得到密文C，再把C隱藏到載體S中。100011010110011100110011加密￥%%%%%￥￥amp。通常人眼對(duì)灰度的分辨率只有幾十個(gè)灰度級(jí)，對(duì)邊緣附近的信息不敏感。 信息隱藏技術(shù)的基本原理 信息隱藏技術(shù)的依據(jù)信息隱藏技術(shù)通常使用文字、圖像、聲音及視頻等作為載體，信息之所以能夠隱藏在多媒體數(shù)據(jù)中，主要是利用了多媒體信息的時(shí)間或空間冗余性和人對(duì)信息變化的掩蔽效應(yīng)。2 信息隱藏技術(shù)概述信息隱藏技術(shù)作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，橫跨數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理、語(yǔ)音處理、模式識(shí)別、數(shù)字通信、多媒體技術(shù)、密碼學(xué)等多個(gè)學(xué)科。文章介紹了信息隱藏技術(shù)的基本知識(shí)和圖像信息隱藏的常用算法，像信息隱藏技術(shù)，對(duì)該方法的性能進(jìn)行檢驗(yàn)分析，表明該方法具有一定的優(yōu)點(diǎn)。此外，信息隱藏技術(shù)發(fā)展到今天?；趫D像位平面復(fù)雜度估計(jì)和統(tǒng)計(jì)濾波實(shí)現(xiàn)隱蔽信息檢測(cè)的技術(shù)則是國(guó)內(nèi)學(xué)者在隱寫(xiě)分析方面較早發(fā)表的成果。此外，全國(guó)網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會(huì)(NETSEC)、中國(guó)可信計(jì)算與信息安全學(xué)術(shù)會(huì)議(CTCIS)、全國(guó)圖像圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議(NCIG)等各類(lèi)學(xué)術(shù)研討會(huì)都涉及到信息隱藏。在國(guó)內(nèi)，以數(shù)字水印為代表的信息隱藏技術(shù)雖然起步比較晚，但發(fā)展卻十分迅速，己經(jīng)有相當(dāng)一批有實(shí)力的科研人員和機(jī)構(gòu)投入到這一領(lǐng)域中。隱寫(xiě)的安全性一直是研究者關(guān)注的重要問(wèn)題。一些隱寫(xiě)算法被開(kāi)發(fā)成工具，其中有數(shù)以百計(jì)的隱寫(xiě)軟件可在互聯(lián)網(wǎng)上獲得。從公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)看，國(guó)際上在信息隱藏方面的研究已經(jīng)取得了一定的成績(jī)。 本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀出于對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和信息安全的需求，上世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始對(duì)信息隱藏技術(shù)投入了大量的關(guān)注和研究。一方面要以盡可能隱蔽的方式將信息深藏于浩如煙海的數(shù)字多媒體信號(hào)中，毫不引起對(duì)方的懷疑而達(dá)到隱蔽通信的目的；另一方則要以各種手段檢測(cè)可疑信息的存在，尋找敵對(duì)隱蔽通信的信源，阻斷隱蔽通信的信道。信息隱藏技術(shù)的發(fā)展，為社會(huì)提供一種新的隱蔽通信手段的同時(shí)也帶來(lái)了新的威脅。對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，要求有不同的穩(wěn)健性。數(shù)字水印的主要目的不是限制對(duì)媒體的訪(fǎng)問(wèn)，而是確保媒體中的水印不被篡改或消除。對(duì)加密通信而言，可能的監(jiān)測(cè)者或非法攔截者可通過(guò)截取密文，并對(duì)其進(jìn)行破譯，或?qū)⒚芪倪M(jìn)行破壞后再發(fā)送，從而影響機(jī)密信息的安全：但對(duì)信息隱藏而言，可能的監(jiān)測(cè)者或非法攔截者難以從公開(kāi)信息中判斷機(jī)密信息是否存在，難以截獲機(jī)密信息，從而保證機(jī)密信息的安全。隨著計(jì)算機(jī)性能的大幅度提高，軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，加密算法的安全性受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。各國(guó)政府和信息產(chǎn)業(yè)部門(mén)都非常重視網(wǎng)絡(luò)信息安全的研究和應(yīng)用。借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所提供的強(qiáng)大的多媒體通信功能，人們可以方便、快速地將數(shù)字信息(數(shù)字音樂(lè)、圖像、影視等方面的作品)傳到世界各地，一份電子郵件可以在瞬息問(wèn)傳遍全球。 信息隱藏技術(shù)的背景和研究意義二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在全世界范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，它極大地方便了人們之間的通信和交流。因此，在全球聯(lián)網(wǎng)的形勢(shì)下，網(wǎng)絡(luò)信息安全非常重要，一個(gè)國(guó)家信息系統(tǒng)的失控和崩潰將導(dǎo)致整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)癱瘓，進(jìn)而影響到國(guó)家安全。而且信息加密是利用隨機(jī)性來(lái)對(duì)抗密碼攻擊的，密文的隨機(jī)性同時(shí)也暴露了消息的重要性，即使密碼的強(qiáng)度足以使攻擊者無(wú)法破解出明文，但他仍有足夠的手段來(lái)對(duì)其進(jìn)行破壞，使得合法的接收者也無(wú)法閱讀信息內(nèi)容。數(shù)字化產(chǎn)品的出現(xiàn)，給這些古老的思想賦于了新的表達(dá)方式：將機(jī)密信息嵌入到公開(kāi)的圖像、視頻、語(yǔ)音及文本文件等載體信息中，然后通過(guò)公開(kāi)信息的傳輸來(lái)傳遞機(jī)密信息。數(shù)字水印主要是為了保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，通過(guò)在原始媒體數(shù)據(jù)中嵌入信息來(lái)證實(shí)該媒體的所有權(quán)歸屬。這些改變包括常見(jiàn)的圖像處理(如數(shù)據(jù)壓縮、低通濾波、圖像增強(qiáng)、一次抽樣、二次量化和D／A轉(zhuǎn)換等)、幾何變換和幾何失真(如裁剪、尺度拉伸、平移、旋轉(zhuǎn)、扭曲等)、噪聲干擾、多重水印(multiple watermarking)的重疊等。隱寫(xiě)術(shù)主要考慮的是安全性(即統(tǒng)計(jì)特性上無(wú)法檢測(cè)隱密信息的存在)和嵌入容量，不可見(jiàn)性等。它包括了數(shù)字隱寫(xiě)與隱寫(xiě)分析兩個(gè)方面。信息網(wǎng)絡(luò)上的攻防技術(shù)水平將反映一個(gè)國(guó)家的科技水平和防范意識(shí)。目前，己支持或開(kāi)展信息隱藏研究的機(jī)構(gòu)既有政府部門(mén)，也有大學(xué)和知名企業(yè)。近年來(lái)還出現(xiàn)了許多其它方法，例如基于小波變換的有損壓縮嵌入技術(shù)，具有抗壓縮的能力；通過(guò)修改量化表嵌入數(shù)據(jù)，在提高嵌入量的同時(shí)能達(dá)到很高的隱蔽性。近年來(lái)的一些研究成果包括Memon等基于圖像和音頻質(zhì)量測(cè)度的隱寫(xiě)檢測(cè)技術(shù)，以及Westfeld針對(duì)MP3Steg等幾種隱寫(xiě)算法進(jìn)行的低嵌入量隱寫(xiě)分析。針對(duì)LSB嵌入法和基于壓縮圖像的隱寫(xiě)，結(jié)合安全性考慮等作了理論分析。第六屆(CIHW20064)于2006年8月上旬在哈爾濱工業(yè)大學(xué)召開(kāi)，聚集國(guó)內(nèi)眾多從事多媒體信息安全技術(shù)研究的專(zhuān)家學(xué)者，就多媒體信息安全技術(shù)及數(shù)字版權(quán)保護(hù)技術(shù)等領(lǐng)域的最新研究成果展開(kāi)研討，經(jīng)42位專(zhuān)家評(píng)審，從近1