沈阳理工大学信息学院信息隐藏毕业论文 - 图文 

沈阳理工大学学士学位论文

摘 要

目前，信息隐藏技术作为新型的信息安全技术受到了越来越多人的关注。由于人的视觉敏感程度比较弱，所以图像文件是理想的信息隐藏载体。图像信息隐藏技术主要分为空间域方法和频率变换域方法。本文分别从空间域和变换域两方向研究不同算法，并加以实现。

本论文首先介绍了图像信息隐藏技术中用到的一些基本概念和基本模型；接着介绍了空间域LSB、Patchwork和变换域DCT算法；然后对不同算法的性能进行了分析与讨论；最后，在Matlab R2009a软件下实现了相应的算法。实现结果表明，基于空间域方法具有较大的信息隐藏量和不可见性，但鲁棒性较差；而基于变换域方法具有较强的不可见性和鲁棒性，但信息隐藏量相对较小。

关键词：LSB；Patchwork；DCT；信息隐藏量；不可见性；鲁棒性

I

沈阳理工大学学士学位论文

Abstract

At present, the information hiding as a new information security technology is attracting more and more people's attention. As the human visual sensitivity is relatively weak, so the image file is an ideal carrier of information hiding. Image information hiding techniques are divided into spatial domain methods and frequency transform domain methods. This paper researches spatial domain and frequency transform domain algorithms and realizes and verifies the algorithms.

First, some basic concepts and the basic model used in information hiding technology are introduced in this paper. Then spatial domain algorithms LSB, Patchwork and transform domain algorithms DCT are introduced. The performance and effectiveness of these algorithms were also discussed in the paper. Finally, the algorithms are realized using Matlab R2009a . Implementation results show that the spatial domain methods have large information hiding capacity and invisibility, but less robustness. The frequency transform domain methods has high invisibility and robustness, but less capacity.

Keywords: LSB; Patchwork; DCT; information hiding capacity; invisibility; robustness

II

沈阳理工大学学士学位论文

目 录

1 绪 论 ...................................................................................................................................... 1

1.1 引言 ............................................................................................................................ 1 1.2 信息隐藏简介 ............................................................................................................ 1 1.3 信息隐藏的产生和发展 ............................................................................................ 2 1.4 水印技术的研究现状 ................................................................................................ 3 1.5 图像的信息隐藏研究的意义 .................................................................................... 4 1.6 图像的信息隐藏研究的意义 .................................................................................... 5 1.7 论文的主要内容 ........................................................................................................ 5 2 数字图像信息隐藏技术 ...................................................................................................... 6

2.1 数字图像的概念 ........................................................................................................ 6 2.2 水印分类 .................................................................................................................... 6 2.3 数字图像水印的基本模型 ........................................................................................ 7 2.4 信息隐藏技术的主要特性 ........................................................................................ 9 2.5 数字图像水印技术的评价方法 ................................................................................ 9 2.5.1 无密钥信息隐藏系统 .......................................................................................... 10 2.5.2 私钥信息隐藏系统 .............................................................................................. 10 2.5.3 公钥信息隐藏系统 .............................................................................................. 10 2.6 本章小结 .................................................................................................................. 11 3 空域的图像信息隐藏 ........................................................................................................ 12

3.1 水印信息的预处理 .................................................................................................. 12 3.1.1 图像置乱技术数字水在印中的应用 .................................................................. 12 3.1.2 混沌系统在数字水印中的应用 .......................................................................... 13 3.2 伪随机序列在信息隐藏技术中的使用 .................................................................. 14 3.2.1 伪随机序列概述 .................................................................................................. 14 3.2.2 伪随机序列与信息嵌入位的选择 ...................................................................... 15 3.2.3 对称密钥系统 ...................................................................................................... 16 3.2.4 水印嵌入位置的选择 .......................................................................................... 16 3.3 LSB算法 ................................................................................................................... 17

III

沈阳理工大学学士学位论文

3.3.1 LSB算法的原理 .................................................................................................. 17 3.3.2 算法及分析 .......................................................................................................... 18 3.4 Patchwork方法 ........................................................................................................ 20 4 变换域的图像信息隐藏 .................................................................................................... 23

4.1 离散余弦变换（DCT） .......................................................................................... 23 4.2 离散域变换原理 ...................................................................................................... 24 4.3 DCT与信息隐藏技术 ............................................................................................. 26 4.3.1 信息的嵌入过程 .................................................................................................. 26 4.3.2 信息的提取过程 .................................................................................................. 26 4.4 实验结果 .................................................................................................................. 27 4.5 本章小结 .................................................................................................................. 28 结 论 ........................................................................................................................................ 29 致 谢 ........................................................................................................................................ 30 参考文献 .................................................................................................................................. 31 附录A 英文原文 .................................................................................................................... 32 附录B 中文翻译 .................................................................................................................... 42 附录C 程序代码 .................................................................................................................... 50

IV

沈阳理工大学学士学位论文

1 绪 论

1.1 引言

数字图像的信息隐藏技术是数字图像处理领域中最具挑战性、最为活跃的研究课题之一。本文概述了数字图像的信息隐藏技术，三种图像的信息隐藏算法。

数字图像可分为静止图像和动态图像两种，后者一般称为视频图像。视频图像的每一帧均可看作是一幅静止图像，但是这些静止图像之间并不是相互孤立的，而是存在时间轴上的相关性。静止图像是像素（Pixel）的集合，相邻像素点所对应的实际距离称为图像的空间分辨率。根据像素颜色信息的不同，数字图像可分为二值图像、灰度图像以及彩色图像。数字图像的最终感受者是人的眼睛，人眼感受到的两幅质量非常相同的数字图像的像素值可能存在很大的差别。这样，依赖于人的视觉系统（Human Visual System，HVS）的不完善性，就为数字图像的失真压缩和信息隐藏提供了非常巨大的施展空间。

信息隐藏与信息加密是不尽相同的，信息加密是隐藏信息的内容，而信息隐藏是隐藏信息的存在性，信息隐藏比信息加密更为安全，因为它不容易引起攻击者的注意。

1.2 信息隐藏简介

信息隐藏（Information Hiding），也称作数字水印（Digital Watermarking），或称作数据隐藏（Data Hiding）。简单来讲，信息隐藏是指将某一信号（一般称之为签字信号，Signature Signal）嵌入（embedding）另一信号（一般称之为主信号，Host Signal，或称之为掩护媒体，cover-media）的过程，掩护媒体经嵌入信息后变成一个伪装媒体。这一嵌入过程需要满足下列条件：

签字信号的不可感知性（Imperceptibility）。换句话讲，签字信号嵌入后，主信号的感知特性没有明显的改变，签字信号被主信号\隐藏\了起来。

签字信号的鲁棒性（Robustness）。签字信号对主信号的各种失真变换，如失真信号压缩、仿射变换、加噪、A/D或D/A转换等，以及各种恶意性攻击（Malicious

1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/w6if.html