數(shù)字圖像隱寫和隱寫分析算法研究

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1、Ｓｏｕ化ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ博±學(xué)位論文三．數(shù)字圖像隱寫和隱寫分析算法研究作者姓名師夏陽學(xué)科專業(yè)信號(hào)與信息處理指導(dǎo)教師胡永健教授所在學(xué)院電子與信息學(xué)院＂＇：ｉ．ｒ－Ｊ．＾■２０１５年１２月？論文提交日期：；：Ｖ：．／；；－■ResearchonDigitalImageSteganographyandSteganalysisADissertationSubmittedfortheDegr

2、eeofDoctorCandidate：ShiXiayangSupervisor：Prof.HuYongjianSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號(hào)：TP309.2學(xué)校代號(hào)：10561學(xué)號(hào)：200910101730華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文數(shù)字圖像隱寫和隱寫分析算法研究作者姓名：師夏陽指導(dǎo)教師姓名、職稱：胡永健教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)博士學(xué)科專業(yè)名稱：信號(hào)與信息處理研究方向：數(shù)字圖像處理論文提交日期：2015年12月論文答辯日期：2016年3月

3、19日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會(huì)成員：主席：金連文教授委員：秦華標(biāo)教授黃茜教授倪江群教授胡永健教授華南理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢：獻(xiàn)的個(gè)人和集＃，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。ｌ日期居年作者簽名：／日：ｌ裏種如？月；＾幣

4、學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書艮Ｐ本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留，：、使用學(xué)位論文的規(guī)定研巧生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬華南理工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保存并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學(xué)位論文被查閱（除在保密期內(nèi)的保密論文外）；學(xué)?？桑坠紝W(xué)位論文的全’、部或部分內(nèi)容，可允許采用影印、縮巧或其它復(fù)制手段保存匯編學(xué)位一。論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相致本學(xué)位論文屬于；□。，在年解密后適用本授權(quán)書＾密因＾保密意在校園網(wǎng)上發(fā)布，供校內(nèi)

5、師生和與學(xué)校有共享協(xié)議，同的單位瀏覽；同意將本人學(xué)位論文提交中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社全文出版和編入ＣＮＫＩ《中國知識(shí)資源總庫》，傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。＂＂Ｖ（請(qǐng)?jiān)冢郏奚舷鄳?yīng)方框內(nèi)打）作者簽名；１，Ａ曰期：辦／合．今巧復(fù)哨指導(dǎo)教師簽追＾、日期＞＾＞／么Ｉ／作者聯(lián)系電話：電子郵箱：聯(lián)系地址（含郵編）；．ｊｍｋ．——摘要隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，媒體安全與否越來越受到人們的關(guān)注。信息隱寫和隱寫分析作為信息安全領(lǐng)域的

6、重要分支也得到了人們的重視，作為對(duì)立方，二者相互制約，相互促進(jìn)，已經(jīng)經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展。信息隱寫和隱寫分析技術(shù)在商業(yè)、情報(bào)、國家安全等方面的地位日益突出，因此信息隱寫和隱寫分析的研究對(duì)國家信息安全具有重要的意義。本文主要研究以數(shù)字圖像為載體的隱寫和隱寫分析方法，提出了一種隱寫算法和三種隱寫分析算法，包括一種LSB匹配專用隱寫分析算法，一種空間域通用隱寫分析算法和一種JPEG通用隱寫分析算法。具體如下：1、經(jīng)典的LSB匹配隱寫算法以單個(gè)像素為嵌入單元，不考慮自然圖像的紋理分布。自然圖像的紋理區(qū)域具有復(fù)雜的

7、結(jié)構(gòu)特征，與平坦區(qū)域相比，自然圖像的紋理區(qū)域在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出更多的隨機(jī)性,因此將密信嵌入到紋理豐富的區(qū)域可獲得更好的安全性。在分析圖像紋理區(qū)域特征的基礎(chǔ)上，提出一種基于像素塊的紋理優(yōu)先的自適應(yīng)隱寫算法，將密信優(yōu)先嵌入到復(fù)雜紋理區(qū)域?？紤]到相鄰像素值LSB與次低LSB之間的關(guān)系，采用多個(gè)像素值為一個(gè)嵌入單元。所設(shè)計(jì)的紋理判別準(zhǔn)則能結(jié)合待嵌入密信長(zhǎng)度，自適應(yīng)選擇嵌入?yún)^(qū)域。針對(duì)在嵌密過程中嵌密塊可能出現(xiàn)的異常情況，提出一種像素值調(diào)整方案，并從理論上證明了其可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出隱寫算法比LSB匹配算法、LS

8、BMR算法和一種現(xiàn)有的基于邊緣優(yōu)先的自適應(yīng)算法具有更高的嵌入效率。本文方法不僅對(duì)三種有代表性的空間域通用隱寫分析算法具有較強(qiáng)的抵御能力，還可以抵御三種有代表性的小波域通用隱寫分析算法和一種邊緣優(yōu)先的專用隱寫分析算法的攻擊。2、分析了LSB匹配隱寫算法的嵌入機(jī)制對(duì)灰度圖像直方圖的影響，提出了一種改進(jìn)的基于直方圖特征函數(shù)質(zhì)心的專用隱寫分析算法。鑒于自然圖像個(gè)體直方圖的差異性，提出剪切灰度圖像重要的比特位平面，用剩余的位平面重構(gòu)灰度圖像，在重構(gòu)后