【正文】 頻率上，F(xiàn)(u,v)即為每一個對應(yīng)的空間頻率成分在原圖像中所占的比重；而反變換則是一個將這些不同空間頻率上的分量合成為原圖像的過程，變換系數(shù)F(u，v)在這個精確、完全的重構(gòu)過程中規(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)的兼容問題，增強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動盲水印算法。 變換域算法的優(yōu)點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，使這一隱藏方案對比例變化、JPEG壓縮、抖動、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，它們主要是通過修改載體圖像某些指定的頻域系數(shù)來嵌入數(shù)據(jù)。張濤等人提出了基于圖像平滑度的空域LSB嵌入的檢測算法，該文獻對圖像像素值與鄰域均值的差的分布進行建模，以該分布的方差定義了圖像平滑度的概念，進而通過對消息嵌入、LSB平面取反帶來的圖像平滑度的變化進行分析，提出了針對空域LSB替換偽裝算法的秘密消息長度估計算法，該算法可以準(zhǔn)確地估計圖像中嵌入的秘密信息數(shù)據(jù)量的大小，計算速度快，有利于實現(xiàn)實時檢測。Bander等人提出的Patchwork算法是一種基于統(tǒng)計特性的信息隱藏算法。任何其它的圖像變換如模糊、濾波等，通常都會破壞隱藏的數(shù)據(jù)。對于許多變換，即使是有益的，也都是很脆弱的。2．?dāng)?shù)據(jù)嵌入量對于24bit圖像，LSB隱藏算法是3數(shù)據(jù)位/像素，每個像素又是由24位來表示，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，在視覺上是不可見的。 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，即對像素灰度值進行修改以隱藏秘密信息。2．基于視覺興趣的圖像質(zhì)量評價方法從視覺心理學(xué)角度看，視覺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 主觀質(zhì)量測量尺度級別絕對測量尺度相對測量尺度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)量評價方法隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展，圖像質(zhì)量評價方法的研究已從以往的簡單誤差統(tǒng)計方法發(fā)展到結(jié)合人眼視覺特性(HSV)的誤差統(tǒng)計方法。2．圖像的主觀質(zhì)量評價方法主觀評價方法就是讓一群觀察者根據(jù)一些事先規(guī)定的評價尺度或自己的經(jīng)驗，對測試圖像按視覺效果提出質(zhì)量判斷，并給出質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對所有觀察者給出的分?jǐn)?shù)進行加權(quán)平均，所得的結(jié)果即為圖像的主觀質(zhì)量評價。峰值信噪比PSNR越大，說明圖像的保真度越好，兩幅圖像越相似。因此，對圖像質(zhì)量的評價方法工程中采用的還是主觀評價法，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)中也必須對隱藏算法中得到的隱密公開圖像和解密算法中得到的恢復(fù)圖像質(zhì)量進行評價。 色濃 白 純色 色調(diào) 灰 色深 黑 顏色三角形 圖像質(zhì)量評價圖像質(zhì)量評價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（240度） 品紅 H 0 S HSV顏色模型HSV顏色模型對應(yīng)于畫家的配色方法。在HSV顏色模型中，每一種顏色和它的補色相差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現(xiàn)LSB信息隱藏的可靠性檢測方法，研究了一種基于頻率域差分直方圖能量分布的可對DFT域、DCT域和DWT域圖像信息隱藏實現(xiàn)通用盲檢測的方法?？梢钥闯觯狈綀D很直觀地反映了圖像的視覺效果。灰度級為[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級灰度，Nk是圖像中具有灰度級Rk的像素個數(shù)。式中，g(j)是行向量或列向量。這樣就可以在滿足精度要求的情況下用較少的位數(shù)來表示。一般采用等間隔廊一量化，稱之為均勻量化。為了計算機的表達方便，通常取為2的整數(shù)次冪，如25128等。“量化”就是對這個模擬輸出量取離散整數(shù)值，這個過程用A/D器件實現(xiàn)。數(shù)字化包括采樣和量化兩個步驟。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二維函數(shù)f(x,y)來表示，也可看作是一個二維數(shù)組，x和y表示二維空間XY中一個坐標(biāo)點的位置，代表圖像在點(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f表示灰度值，它對應(yīng)客觀景物被觀察到的亮度。物體圖像數(shù)學(xué)圖像可見圖像圖片模擬不可見圖像光學(xué)圖像數(shù)字 圖像的模型在圖像集合中，包含了所有可見的圖像(visible image)，即可由人眼看見的圖像的子集，在該子集中又包含幾種不同方法產(chǎn)生的圖像的子集，一個子集為圖片(picture)，它包括照片(photograph)、圖(drawing)和畫(painting)。同時，圖像又是人類獲取視覺信息的主要途徑，是人類能體驗的最重要、最豐富、信息量最大的信息源。人的視覺系統(tǒng)(HVS：human Vision system)就是一個觀測系統(tǒng)，通過它得到的圖像就是客觀景物在人心目中形成的影像。用于進行隱蔽通信的圖像信息隱藏算法可以分為兩大類：基于空域的信息隱藏算法和基于變換域的信息隱藏算法。一般來說，在嵌入這類信息時，同時要加上時間戳作為另外一層防護。在電子商務(wù)中，交易雙方的任何方不得抵賴自己曾經(jīng)做出的行為，也不能否認(rèn)曾經(jīng)接受到對方的信息，這是網(wǎng)絡(luò)電子交易的重要環(huán)節(jié)。通過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，通過提取驗證水印，就可以檢測出介質(zhì)是否被篡改，從而驗證資料的完整性。但與此同時，對數(shù)字作品的版權(quán)保護日益成為迫切需要解決的問題。(3)秘密通信最初信息隱藏技術(shù)主要用來進行秘密傳遞消息，它隱藏了通信收發(fā)雙方以及通信過程的存在，而且隱藏后的信息可以通過公開信道進行傳輸，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，它存在于計算機系統(tǒng)中，其特點是信息的傳遞方式違背了系統(tǒng)的安全原則，從而成為一個隱蔽的信息傳輸通道。前者旨在保護秘密信息的安全傳輸，主要應(yīng)用于隱蔽通信；后者目的在于保護載體本身的屬性，主要用來進行知識產(chǎn)權(quán)保護。正是由于信息隱藏基本特性之間相互依賴相互制約的特點，造就了信息隱藏技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性。對于數(shù)字水印來說，上述三項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)性能的三個屬性，三者之間是一個矛盾的統(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。魯棒性強調(diào)信息傳輸?shù)目煽啃浴?1)不可感知性(Invisibility)，也稱透明性，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，使得在通信過程中的攜帶秘密信息的載體不會引起第三方的懷疑。隱藏對象在傳輸過程中可能被隱藏分析者截獲并進行處理。*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。通常人眼對灰度的分辨率只有幾十個灰度級，對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間或空間冗余性和人對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)作為一個新興的研究領(lǐng)域，橫跨數(shù)字信號處理、圖像處理、語音處理、模式識別、數(shù)字通信、多媒體技術(shù)、密碼學(xué)等多個學(xué)科。文章介紹了信息隱藏技術(shù)的基本知識和圖像信息隱藏的常用算法，像信息隱藏技術(shù)，對該方法的性能進行檢驗分析，表明該方法具有一定的優(yōu)點。此外，信息隱藏技術(shù)發(fā)展到今天?；趫D像位平面復(fù)雜度估計和統(tǒng)計濾波實現(xiàn)隱蔽信息檢測的技術(shù)則是國內(nèi)學(xué)者在隱寫分析方面較早發(fā)表的成果。此外，全國網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會(NETSEC)、中國可信計算與信息安全學(xué)術(shù)會議(CTCIS)、全國圖像圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議(NCIG)等各類學(xué)術(shù)研討會都涉及到信息隱藏。在國內(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)一批有實力的科研人員和機構(gòu)投入到這一領(lǐng)域中。隱寫的安全性一直是研究者關(guān)注的重要問題。一些隱寫算法被開發(fā)成工具，其中有數(shù)以百計的隱寫軟件可在互聯(lián)網(wǎng)上獲得。從公開發(fā)表的文獻看，國際上在信息隱藏方面的研究已經(jīng)取得了一定的成績。 本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀出于對知識產(chǎn)權(quán)保護和信息安全的需求，上世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)外開始對信息隱藏技術(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)字多媒體信號中，毫不引起對方的懷疑而達到隱蔽通信的目的；另一方則要以各種手段檢測可疑信息的存在，尋找敵對隱蔽通信的信源，阻斷隱蔽通信的信道。信息隱藏技術(shù)的發(fā)展，為社會提供一種新的隱蔽通信手段的同時也帶來了新的威脅。對不同的應(yīng)用場合，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媒體的訪問，而是確保媒體中的水印不被篡改或消除。對加密通信而言，可能的監(jiān)測者或非法攔截者可通過截取密文，并對其進行破譯，或?qū)⒚芪倪M行破壞后再發(fā)送，從而影響機密信息的安全：但對信息隱藏而言，可能的監(jiān)測者或非法攔截者難以從公開信息中判斷機密信息是否存在，難以截獲機密信息，從而保證機密信息的安全。隨著計算機性能的大幅度提高，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)。各國政府和信息產(chǎn)業(yè)部門都非常重視網(wǎng)絡(luò)信息安全的研究和應(yīng)用。借助于計算機網(wǎng)絡(luò)所提供的強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、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，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)的形勢下，網(wǎng)絡(luò)信息安全非常重要，一個國家信息系統(tǒng)的失控和崩潰將導(dǎo)致整個國家經(jīng)濟癱瘓，進而影響到國家安全。而且信息加密是利用隨機性來對抗密碼攻擊的，密文的隨機性同時也暴露了消息的重要性，即使密碼的強度足以使攻擊者無法破解出明文，但他仍有足夠的手段來對其進行破壞，使得合法的接收者也無法閱讀信息內(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方式：將機密信息嵌入到公開的圖像、視頻、語音及文本文件等載體信息中，然后通過公開信息的傳輸來傳遞機密信息。數(shù)字水印主要是為了保護知識產(chǎn)權(quán)，通過在原始媒體數(shù)據(jù)中嵌入信息來證實該媒體的所有權(quán)歸屬。這些改變包括常見的圖像處理(如數(shù)據(jù)壓縮、低通濾波、圖像增強、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。隱寫術(shù)主要考慮的是安全性(即統(tǒng)計特性上無法檢測隱密信息的存在)和嵌入容量，不可見性等。它包括了數(shù)字隱寫與隱寫分析兩個方面。信息網(wǎng)絡(luò)上的攻防技術(shù)水平將反映一個國家的科技水平和防范意識。目前，己支持或開展信息隱藏研究的機構(gòu)既有政府部門，也有大學(xué)和知名企業(yè)。近年來還出現(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；通過修改量化表嵌入數(shù)據(jù)，在提高嵌入量的同時能達到很高的隱蔽性。近年來的一些研究成果包括Memon等基于圖像和音頻質(zhì)量測度的隱寫檢測技術(shù)，以及Westfeld針對MP3Steg等幾種隱寫算法進行的低嵌入量隱寫分析。針對LSB嵌入法和基于壓縮圖像的隱寫，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，聚集國內(nèi)眾多從事多媒體信息安全技術(shù)研究的專家學(xué)者，就多媒體信息安全技術(shù)及數(shù)字版權(quán)保護技術(shù)等領(lǐng)域的最新研究成果展開研討，經(jīng)42位專家評審，從近1