图像隐藏技术详细分解Word文档下载推荐.doc
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LHA；
DCT；
DWT；
信息隐藏量；
不可见性；
鲁棒性
ABSTRACT
Atpresent,theinformationhidingasanewinformationsecuritytechnologyisattractingmoreandmorepeople'
sattention.Asthehumanvisualsensitivityisrelativelyweak,sotheimagefileisanidealcarrierofinformationhiding.
Imageinformationhidingtechniquesaredividedintospatialdomainmethodsandfrequencytransformdomainmethods.Thispaperresearchesspatialdomainandfrequencytransformdomainalgorithms,finallyrealizesandverifiesthealgorithmsusingMatlabR2009a.
First,somebasicconceptsandthebasicmodelusedininformationhidingtechnologyareintroducedinthispaper.ThenspatialdomainalgorithmsLSB,LHAandtransformdomainalgorithmsDCT,DWTareintroduced.Theperformanceandeffectivenessofthesealgorithmswerealsodiscussedinthepaper.Finally,thealgorithmsarerealizedusingMatlabR2009a
.
Implementationresultsshowthatthespatialdomainmethodshavelargeinformationhidingcapacityandinvisibility,butlessrobustness.
Thefrequencytransformdomainmethodshashighinvisibilityandrobustness,butlesscapacity.
KeyWords:
LSB;
LHA;
DCT;
DWT;
informationhidingcapacity;
invisibility;
robustness
目录
第一章绪论 1
1.1引言 1
1.2信息隐藏技术的研究 2
1.3信息隐藏技术中的一些典型算法 3
1.3.1空间域信息隐藏技术 3
1.3.2变换域信息隐藏技术 3
1.4本文主要研究的内容 4
第二章图像信息隐藏技术概述 5
2.1引言 5
2.2信息隐藏技术的基本模型及术语 5
2.3信息隐藏技术的主要特性 6
2.4信息隐藏系统的分类 7
2.4.1无密钥信息隐藏系统 7
2.4.2私钥信息隐藏系统 7
2.4.3公钥信息隐藏系统 8
2.5本章小结 9
第三章图像信息隐藏技术算法的研究与实现 10
3.1引言 10
3.2伪随机序列在信息隐藏技术中的使用 10
3.2.1伪随机序列概述 10
3.2.2伪随机序列与信息嵌入位的选择 11
3.2.3对称密钥系统 12
3.3基于空间域的信息隐藏算法 14
3.3.1LSB算法 14
3.3.2LHA算法 18
3.4基于变换域的信息隐藏算法 21
3.4.1DCT算法 21
3.4.2DWT算法 25
3.5图像信息隐藏系统特性的分析与评价 29
3.5.1信息隐藏量 29
3.5.2不可见性 30
3.5.4鲁棒性 31
3.5.5噪声攻击下的鲁棒性分析 32
3.5.6滤波处理下的鲁棒性分析 34
3.5.7其它攻击下的鲁棒性分析 36
3.6本章小结 39
结束语 40
致谢 41
参考文献 42
南京邮电大学2010届本科生毕业设计（论文）
第一章绪论
1.1引言
在漫漫的历史长河中，人类一直在不断地发明更快捷、更有效的通信方式。
从最早的洞穴绘图、烽火传信、击鼓报警，到后来的文字、电报、电话、电视。
现在，随着信息时代的到来，特别是互联网技术的普及，信息的传递越来越方便，传递的信息越来越丰富。
于是，信息安全保护问题也变得日益突出。
传统的信息安全技术主要使用计算机密码学进行加密。
然而，在许多领域，密码学的应用已经越来越明显地暴露出它的局限性：
密码学通过密文的不可理解性来保护信息的内容，而密文的不可理解性同时也暴露了信息的重要性。
这很容易引起攻击者的注意，从而吸引攻击者采取多种手段对通信的内容进行破译或对通信过程进行破坏，继而造成信息传递的失败。
现在，无论是采用密钥系统（如DES）还是公钥系统（如RSA），随着计算机计算能力的不断提高，通过增加密钥长度来提高系统安全性的传统加密方法已经越来越不可靠。
因此，具有伪装特点的新兴信息安全技术——信息隐藏应运而生，成为隐蔽通信的有效手段，并迅速成为国际上研究的热门课题。
信息隐藏技术与传统密码学不同的是，它利用多媒体信息普遍存在的冗余性，将秘密信息隐藏在多媒体信息中而不引起多媒体信息物理外观的显著变化，使得人们觉察不到它的存在，即使截获者知道秘密信息的存在，未经授权也难以将其提取出来，从而保证了秘密信息的机密性和安全性。
目前，信息隐藏技术主要运用于以下几个领域：
n信息隐藏是一种隐蔽通信手段，在军事、情报、国家安全方面具有重要的意义。
现在黑客技术已经渗透到各国的军事领域，有的国家甚至公然组建网络部队实施对别国的网络侦查、监控和入侵。
使用信息隐藏技术进行通信，能够很好躲避这些间谍行为，使得维系国家安全的机密性信息不至于外泄。
n匿名通信。
许多国家和金融机构在电子选举、电子现金方案和匿名邮件协议中广泛使用难以被第三方跟踪的匿名通信技术，使得使用者的隐私权得到有效的保护。
n版权保护。
数字技术使多媒体信息（图像、文本、音频和视频等）的存储、复制与传播变得非常方便。
由此产生的盗版问题和版权纠纷也日益成为严重的社会问题。
数字水印作为信息隐藏技术的一个重要分支，利用数字内嵌的方法将所有者的版权信息嵌入到多媒体中，并作为鉴定、起诉非法侵权的证据，从而成为知识产权保护的有效手段。
n印刷品的防伪。
信息隐藏技术用于印刷品的防伪是近些年来提出的新课题，已经被许多出版社和相关产品发行机构所采用。
该方法在数字图像印刷或打印之前先嵌入一定的秘密信息，经印刷或打印输出后的纸张可以再次扫描输入，利用特定的提取和鉴别算法来验证该图像作品的真伪。
1.2信息隐藏技术的研究
信息隐藏技术具有久远的历史渊源背景。
在很早以前，人们就懂得使用各种方法进行信息的隐藏，以达到不让外人或敌人知道的目的。
例如公元前440年一个名叫Histaieus的人用头发掩盖的方法传递叛变信息；
17世纪的无形墨水：
在特定的字母上制作非常小的斑点；
19世纪的微缩胶片；
化学方式实现的高级隐写术——用笔蘸淀粉水写在白纸上，喷上碘水后显示棕色字体；
中国文学上的藏头诗等都是信息隐藏技术的经典应用。
但是在以Internet为代表的信息时代，信息隐藏技术已经涉及了感知科学、信息论、密码学等多个学科领域，涵盖信号处理、扩频通信等多专业技术的研究方向。
随着全球信息化迅猛发展，由于对保护知识产权不断增长的需要，以及受到使用密码加密技术的局限性两方面的原因，世界各国对信息隐藏技术的研究迅速增长。
为了方便学术交流，1996年5月30日至6月1日在英国剑桥召开的国际第一届信息隐藏学术研讨会上对信息隐藏的部分英文术语和学科分支进行的统一和规范，标志着一门新兴的交叉学科——信息隐藏学正式诞生。
国际学术界也陆续发表了许多关于信息隐藏技术的文献，几个有影响的国际会议（如IEEEICIP，IEEEICASSP，ACMMultimedia等）及一些国际权威学术期刊相继出版了与信息隐藏技术相关的专题。
针对信息隐藏技术的各种应用领域，目前国际上剑桥大学、NEC美国研究所、麻省理工大学大研究机构的专家和研究人员提出了很多有效的算法，如今信息隐藏技术的研究出现了百花齐放、百家争鸣的局面。
一些国际标准项目也将信息隐藏技术列为重点研究内容，如欧洲的TALISMAN和OCTALIS等，其目标是在欧洲对大规模的商业侵权和盗版行为提供一个版权保护机制，并将有条件的访问机制和版权保护整合起来。
国内关于信息隐藏技术的研究室从1999年开始兴起的，其标志是第一届全国信息隐藏学术研讨会的召开，至今已经举行了8届全国学术会议（CIHW1999,北京；
CIHW2000,北京；
CIHW2001,西安；
CIHW2002,大连；
CIHW2004,广州；
CIHW2005,郑州；
CIHW2006,哈尔滨；
CIHW2007,南京）。
研讨会集中了国内从事信息隐藏技术研究领域的著名专家学者，促进了我国的信息隐藏学术研究及其应用。
从目前的发展来看，我国相关学术领域的研究与世界水平处在同一阶段，而且有独特的思路，但就研究成果来说，大多局限在初级阶段，只有极少数商品化的软件推出。
1.3信息隐藏技术中的一些典型算法
信息隐藏技术的基本应用领域是版权保护（CopyrightProtection），隐藏标识（HiddenAnnotation）、认证（Authentication）和安全不可见通信（SecureandInvisibleCommunication）。
当采用信息隐藏技术作为鲁棒的隐蔽通信时，在国防和情报部门得到广泛的应用，在这些部门中传统的数据隐藏技术或密写术（Steganography）已得到了数个世纪的应用，信息隐藏技术在此领域的应用也将占有一席之地。
关于信息隐藏技术的算法有很多，但按照隐秘空间来划分，主要有空间域信息隐藏和变换域信息隐藏。
这里将从两个方面分别进行简单介绍。
1.3.1空间域信息隐藏技术
对于图像载体，其信号空间就是像素值的取值空间。
所以在空间域进行信息的隐藏就是对相应像素点的值进行相应的处理以达到隐藏信息的目的。
空间域的信息隐藏算法，比较有代表性的是空域最低比特位（LeastSignificantBits,LSB）算法。
LSB算法是把待隐藏信息编码隐藏到载体图像的最低有效位上。
这种技术可隐藏较大容量的信息，而且处理简单，但其信息隐藏位置对图像的影响不大，因此抗攻击能力不强。
非法获得者通过RS分析也容易得知图像中是否隐藏有秘密信息，从而降低了安全性。
为了提高安全性，必须改进算法，在这里我们将提出一种能抵
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