信息隱藏技術(shù)與應(yīng)用123章-文庫(kù)吧資料
2024-10-25 11:06本頁(yè)面
【正文】 性 :數(shù)字水印應(yīng)能抵抗各種蓄意的攻擊 ,必須能夠唯一地標(biāo)志原始圖像的相關(guān)信息 ,任何第三方都不能偽造他人的水印圖像。 數(shù)字水印與隱寫術(shù)的區(qū)別 ? 隱寫術(shù)時(shí)信息隱藏的一個(gè)重要分支，專門研究如何隱藏實(shí)際存在的信息； ? 隱藏信息可以與被保護(hù)信息無(wú)任何關(guān)聯(lián) ? 水印相對(duì)與隱寫術(shù)更強(qiáng)調(diào)健壯性； ? 水印并不總需隱藏 可見(jiàn)水?。? ? 隱藏信息與被保護(hù)信息間由密切關(guān)系 不可見(jiàn)數(shù)字水印的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 原始數(shù)據(jù)的真?zhèn)舞b別 ? 數(shù)據(jù)偵測(cè)與跟蹤 ? 數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù) 數(shù)字圖像的內(nèi)嵌水印有下列特點(diǎn) : ? (1)透明性 :水印后圖像不能有視覺(jué)質(zhì)量的下降 ,與原始圖像對(duì)比 ,很難發(fā)現(xiàn)二者的差別 。被嵌入的記號(hào)通常是不可見(jiàn)或不可察覺(jué)的，但是通過(guò)一些計(jì)算操作可以被檢測(cè)或被提取。由于 JPEG壓縮 (在量化階段 )能影響系數(shù)的相對(duì)大小，算法應(yīng)通過(guò)在兩個(gè)系數(shù)中加隨機(jī)值，以確保對(duì)某個(gè) x＞ 0， 使得 |Bi (u1,v1)Bi(u2,v2) |＞ x。 編碼方法 ? 若塊 Bi (u1,v1) ＞ Bi(u2,v2) 就編碼為“ 1”，否則編碼為 “ 0”。我們就選擇在 JPEG壓縮算法中它們的量化值一樣的那些 DCT系數(shù)。 ? 進(jìn)一步而言，人們普遍認(rèn)為中頻 DCT系數(shù)有相似的數(shù)量級(jí)，我們可以假定嵌入過(guò)程不會(huì)使載體產(chǎn)生嚴(yán)重降質(zhì)。 ? 在通信開(kāi)始前， 發(fā)送者和接收者必須對(duì)嵌入過(guò)程中使用的兩個(gè) DCT系數(shù)的位置達(dá)成一致，讓我們用 (u1,v1)和 (u2,v2)來(lái)表示這兩個(gè)索引 。嵌入過(guò)程開(kāi)始時(shí)，首先偽隨機(jī)地選擇一個(gè)圖像塊 bi，用它對(duì)第 i個(gè)消息比特進(jìn)行編碼。 我們將描述一個(gè)使用數(shù)字圖像作為載體的系統(tǒng) 。另一方面，如果 mi=1并且RL(ai, ai+1)是偶數(shù)，我們就把 ai+1向右移動(dòng)一個(gè)像素。 如果為達(dá)到目標(biāo)必須修改太多的像素，就把這塊標(biāo)識(shí)成無(wú)效，即修改 P1(Bi)滿足下面兩個(gè)條件中的任何一個(gè) ： ? for i =1,...,l(M) do do forever 隨機(jī)選取一圖像塊 Bj /*檢查 Bj是否有效 */ then 將圖像塊 Bj 標(biāo)記為不可用，即修改該圖像塊以使得： 算法 （ Zhao和 Koch算法）在二進(jìn)制圖像中的數(shù)據(jù)嵌入過(guò)程 f? either continue endif break enddo /*在 Bj中嵌入秘密消息位 */ if=1 then 修改 Bj 以使得 else 修改 Bj 以使得 end if end for 算法 (Zhao和 Koch)數(shù)據(jù)提取過(guò)程 ? for i=1,...,e (M) do do forever 隨機(jī)選取一圖像塊 Bj If 則繼續(xù) break enddo If P1(Bj)＞ 50% then m1 ← 1 else m0 ← 0 end if end for Matsui和 Tanaka提出了一個(gè)不同的嵌入方案 ? 若第 i個(gè)秘密消息位 mi是 0，我們令 RL(ai, ai+1)為偶數(shù)；否則 RL(ai, ai+1)為奇數(shù)，就表示 mi是 1。 ? 因此要引入兩個(gè)閾值 R1＞ 50%和 R0＜ 50%以及一個(gè)健壯參數(shù) 是傳輸過(guò)程中能改變顏色的像素百分比。 ? 為了提高整個(gè)系統(tǒng)對(duì)傳輸錯(cuò)誤和圖像修改的健壯性，我們必須調(diào)整嵌入處理。把一個(gè)二值圖像分成矩形圖像區(qū)域 Bi ，分別令 P0(Bi)和 P1(Bi)為黑白像素在圖像塊 Bi中所占的百分比 。信息降級(jí)，就是通過(guò)將機(jī)密信息嵌入較低安全級(jí)別的客體中，使得機(jī)密信息不再機(jī)密 (信息降級(jí)因此得名 )，從而破壞了 “ 不能向下寫 ”的原則。主體通常僅允許讀取較低安全級(jí)別的客體 (“不能向上讀 ” )，同時(shí)只能向較高安全級(jí)別的客體進(jìn)行寫操作 (“不能向下寫 ” )。在許多情況下載體的降質(zhì)視覺(jué)上是不易察覺(jué)的，并且對(duì)傳送一個(gè)秘密圖像的粗略近似而言，四比特足夠了。給定一個(gè)同樣尺寸的偽裝載體和秘密圖像， 發(fā)送者把偽裝載體圖像灰度 (或彩色 )值的四個(gè)最低比特替換成秘密圖像的四個(gè)最高比特。這個(gè)威脅屬于信息偽裝技術(shù)，它能用于秘密地交換圖像，我們稱之為圖像降級(jí)。在提取過(guò)程中，抽出被選擇載體元素的 LSB，然后排列起來(lái)重構(gòu)秘密信息。 ? (1) 傳統(tǒng)的信息隱藏技術(shù) ? (2) 數(shù)字信息隱藏技術(shù)的發(fā)展 ? 1) 數(shù)據(jù)保密 ? 2）數(shù)據(jù)的不可抵賴性 ? 3）數(shù)字作品的版權(quán)保護(hù) ? 4）防偽 ? 5）數(shù)據(jù)的完整性 第 2 章 隱秘技術(shù) ? 替換系統(tǒng)和位平面工具 最低比特位替換 偽隨機(jī)置換 圖像降級(jí)和隱蔽信道 二進(jìn)制圖像中的信息隱藏 ? 變換域技術(shù)（ DCT域中的隱寫術(shù)） 算法 最低比特位替換的 嵌入過(guò)程 for i =1,… ,l (c) do Si← ci end for for i =1,… ,l (m) do 計(jì)算存放第 i個(gè)消息位的指針 ji S ji ← c ji ← mi end for 嵌入過(guò)程包括選擇一個(gè)載體元素的子集﹛ j1,… ,ji﹜ ，然后在子集上執(zhí)行替換操作cm，即把 ci的 LSB與 mi進(jìn)行交換 (mi可以是 1或 0)。也就是說(shuō)，利用視覺(jué)模型來(lái)確定與圖像相關(guān)的調(diào)制掩模，然后再利用其來(lái)插入水印。該模型不僅被多媒體數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)利用，同樣可以供數(shù)字水印系統(tǒng)利用。 由于采用特殊的密鑰 ，因此可防止 IBM攻擊 ， 而且該算法還提出了增強(qiáng)水印魯棒性和抗攻擊算法的重要原則 ， 即水印信號(hào)應(yīng)該嵌入源數(shù)據(jù)中對(duì)人感覺(jué)最重要的部分 ， 這種水印信號(hào)由獨(dú)立同分布隨機(jī)實(shí)數(shù)序列構(gòu)成 ， 且該實(shí)數(shù)序列應(yīng)該具有高斯分布 N(0， 1)的特征 。 ? 還可以將數(shù)字圖象的空間域數(shù)據(jù)通過(guò)離散傅里葉變換 (D
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