【正文】 ............................... 9 第三章 基于像素特征的圖像隱寫算法研究 ..................................................................... 10 引言 ................................................................................................................. 10 現(xiàn)有算法的缺陷 ............................................................................................... 10 像素特征改進(jìn)算法 ............................................................................................ 11 MD5偽隨機(jī)數(shù)算法 ......................................................................................... 11 圖像置亂預(yù)處理 ............................................................................................ 12 .......................................................... 12 T 的計(jì)算 .............................................................................................. 13 ......................................................................................... 14 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 ............................................................................................... 15 本章小結(jié) .......................................................................................................... 19 第四章 基于像素值差分的邊緣匹配隱寫算法研究 .......................................................... 20 引言 ................................................................................................................. 20 現(xiàn)有算法的缺陷 ............................................................................................... 20 邊緣匹配改進(jìn)算法 ............................................................................................ 21 MD5偽隨機(jī)數(shù)算法 ......................................................................................... 21 圖像置亂預(yù)處理 ............................................................................................ 21 四邊邊緣匹配隱寫算法 ................................................................................. 22 九邊邊緣匹配隱寫算法 ................................................................................. 24 信息提取算法 ............................................................................................... 28 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 ............................................................................................... 28 .......................................................................................................... 35 第五章 總結(jié)與展望 ........................................................................................................ 36 總結(jié) ................................................................................................................. 36 展望 ................................................................................................................. 37 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 38 II 致 謝 ............................................................................................................................. 41 1 第一章 緒論 研究背景 20世紀(jì) 90年代以來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及和信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像、視頻、音頻等多媒體數(shù)據(jù)能夠在通信網(wǎng)絡(luò)中迅速的傳輸，給人們的生活帶來了諸多便捷，改變了傳統(tǒng)的通信方式，一些私人秘密、商業(yè)機(jī)密和軍事情報(bào) 等也通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳送。本論文對(duì)隱寫和隱寫分析 的目的、基本原理、主要方法進(jìn)行了討論，對(duì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。 基于像素差分的圖像隱寫算法研究 I 摘 要 隱寫術(shù)是一種隱藏通信手段，其目的是避開第三方的懷疑將信息傳遞出去，在軍事、情報(bào)、國家安全等方面具有重要的意義?；? LSB 的圖像隱寫方法簡(jiǎn)單，嵌入量較大；而基于人眼視覺特性的圖像隱寫算法具有很好的視覺隱蔽性和較大的嵌入量，因此兩者都得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在針對(duì)它們已經(jīng)出現(xiàn)了多種有效的隱寫分析方法。 Edge matching。隱寫術(shù)已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的一個(gè)課題。 研究?jī)?nèi)容 信息隱藏，就是把一個(gè)有意義的信息隱藏在另一個(gè)稱為載體的信息中，從而 得到隱蔽載體。頻域法是利用某種數(shù)學(xué)變換，將圖像用頻域表示，通過更改圖像的某些頻域系數(shù)嵌入待隱信息，然后再利用反變換來生成隱藏有其它信息的圖像。 綜合考慮各種因素，提出 一種或幾種合理的、效果更好的算法，并進(jìn)行理論分析。1996年 5月第一次國際信息隱藏學(xué)術(shù)研討會(huì)在英國劍橋的召開，使這些獨(dú)立的研究團(tuán)體走到一起。這種技術(shù)具有較大容量，但隱蔽性較差。 4) 隱藏分析，隱藏對(duì)象 可能會(huì)被隱藏分析者截獲并進(jìn)行處理。 不可檢測(cè)性：指?jìng)窝b對(duì)象與載體對(duì)象具有一致的特性。這里所謂“改動(dòng)”包括傳輸過程中的信道噪音、過濾操作、重采樣、有損編碼壓縮、 D/A 或 A/D 轉(zhuǎn)換等。數(shù)字水印技術(shù)是將標(biāo)志產(chǎn)品的作者、所有者、發(fā)行者、使用者、出品時(shí)間等信息按一定的算法嵌入載體信號(hào)中。隱寫則是將秘密信息隱藏在載體中，盡可能不引起第三方的懷疑通過公共信道發(fā)送出去，它更注重隱蔽性。無論哪種統(tǒng)計(jì)分析方法，基本原理都是利用原始圖像和隱寫圖像之間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)差異來判斷是否隱藏了信息，以及進(jìn)行參數(shù)估算。 隱寫分析技術(shù)是對(duì)各種媒體進(jìn)行分析，判別其是否隱藏有秘密信息進(jìn)而提取和破壞秘密信息的技術(shù)。 10 第三 章 基于像 素特征的圖像隱寫算法研究 引言 在信息隱藏中，最經(jīng)典的算法就是 LSB 方法，基于 LSB 的圖像信息隱藏技 術(shù)，實(shí)際上是利用圖像的視覺冗余。一個(gè)攻擊者想要完全破壞秘密信息，只需要簡(jiǎn)單的應(yīng)用信號(hào)處理技術(shù)，如對(duì)圖像進(jìn)行壓縮、剪切等，都會(huì)使秘密信息收到影響，甚至完全丟失，這將導(dǎo)致接收方無法提取出秘密信息。利用目標(biāo)像素的相鄰像素值 11 之間的差值進(jìn)行隱寫的算法，該算法根據(jù)每一個(gè)像素是否位于邊緣區(qū)域這一性質(zhì)確定信息嵌入量，如果位于邊緣區(qū)域，則選擇合適的信息位數(shù)進(jìn)行嵌入。因此，信息的字節(jié)長度（ Bits Length）將被擴(kuò)展至 N*512+448，即 N*64+56 個(gè)字節(jié)（ Bytes）， N為一個(gè)正整數(shù)。 將上面四個(gè)鏈接變量復(fù)制到另外四個(gè)變量中： A到 a， B到 b， C 到 c， D到 d。該文解析了圖像置亂變換的定義、周期和圖像置亂程度的衡量方法。一般小波變換系數(shù)并非整數(shù)，使得現(xiàn)有嵌入方法無法直接應(yīng)用于小波系數(shù)上。提取消息時(shí)，同樣先進(jìn)行整數(shù)小波變換，然后提取高頻子帶系數(shù)的 LSB 和次 LSB 數(shù)據(jù)構(gòu)成二進(jìn)制載密數(shù)據(jù)流，再用密鑰產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制矩陣 D，按照濕紙隱寫的提取方法取出秘密信息。雙層嵌入的總嵌入量是嵌入位置數(shù)的 倍，其中 的嵌入位置由 LSB 層的嵌入修改決定的，因此只要自適應(yīng)選取 23M 個(gè)系數(shù)作為嵌入位置即可滿足嵌入量要求。 (7)按照以下原則修改數(shù)據(jù)流 X，得到載密數(shù)據(jù)流 X39。 vsLSBi= 0，則 xi39。 根據(jù)密鑰 key1 恢復(fù) X 39。 else tx(i,j)=1000。 for i=1:txr for j=1:txc if i==1 if j1amp。 continue。j=1。 tx(i,j)=min(bd5)。 本章小結(jié) 本章提出一種利用像素性質(zhì)的 LSB 隱寫改進(jìn)算法，為了提高隱寫圖像的質(zhì) 量，引入最優(yōu)像素調(diào)整的方法，消除了灰度差值直方圖中出現(xiàn)的階梯效應(yīng)，并且 通過 OPAP 的使用，失真得到有效控制。其最大的優(yōu)越性就是能夠嵌入較多的秘密信息，并且視覺失真小。 21 邊緣匹配改進(jìn)算法 在這一部分，提出一種改進(jìn)算法。置亂實(shí)際上就是圖像的加密 , 與加密保證安全性不同的是 , 將置亂的圖像作為秘密信息再進(jìn)行隱藏 , 可以很大限度地提高隱蔽載體的魯棒性 , 所以圖像置亂是 22 信息隱藏中常用的一項(xiàng)技術(shù)。 若 ， 則按照行相鄰元素的相關(guān)性和列相鄰元素的相關(guān)性進(jìn)行嵌入，步驟如下： (1)．首先把 2 2像素塊按行分為 1 2 兩組， 即 我們以 為例進(jìn)行分析； (2)．分別計(jì)算像素的平均值 l和差值 h 24 （ 6） 如果 ，我們就說這兩個(gè)相 鄰像素能嵌入信息 ； (3)．假設(shè)要嵌入的信息 比 特 b為 0或者 1，計(jì)算新差分值 39。 像素差值 d的絕對(duì)值取值范圍為 0255，取閥值 63,15 2312 ?? DD ，將 0255劃分為平滑區(qū) ]15,0[1?R ，過渡區(qū) ]63,16[2 ?R ，邊緣區(qū) ]255,64[3 ?R ，這 3個(gè)區(qū)域的寬度分 別定義為 |||,||,| 321 RRR 。xg 與嵌入前的像素值 xg 的差： ????????322212logloglogRzRyRx 27 根據(jù) x? 的值，由下式得到新的像素值 39。39。39。39。39。39。39。39。xd 屬于同一區(qū)域，但是像素值 39。 2)用調(diào)整后的 xg 重復(fù)步驟 (2)(7),完成嵌入。DP 的灰度值分別為 39。 ggd ?? (6) 其中， ),m i n (),m a x ( 39。39。39。對(duì)于隱藏信息，用偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器