基于JPEG图像的信息隐藏算法研究

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aassddff1984
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随着计算机网络技术的发展,信息技术在经济、政治、军事、文化等领域广泛的应用,信息安全问题面临着巨大的挑战。数字信息在传输过程中,很容易遭到有意或无意的攻击,如果重要的信息被窃听、截取、或者毁坏,都会带来严重的损失。目前单靠加密技术已经不能满足信息安全的需求,在这种情形下,如何保证信息的安全,是当今研究的热点问题之一。信息隐藏作为信息安全的一个新领域,在隐蔽通信和计算机网络取证方面发挥着越来越重要的作用。JPEG图像是一种有损压缩图像,由于其存储空间小,是当前应用中主要的图像类型之一,用他作为信息隐藏的载体具有广泛的应用价值,因此研究JPEG图像的信息隐藏具有重要的意义。本文首先介绍了信息隐藏的理论知识和JPEG压缩标准,对JPEG图像量化后的DCT系数特性进行分析,在已有JPEG图像的隐藏算法基础上提出了如下两种隐藏算法:1、在JPEG图像的量化后的DCT系数矩阵中,高频系数的绝对值比较小,这些值改变后对图像影响较大,因此不在高频系数中嵌入数据。在每个8*8量化后的DCT系数矩阵中确定待隐藏秘密信息的载体序列,将秘密信息转换为二进制比特流,按每两个秘密信息位为一个单位构造成一个新的整数序列。在载体序列中以每4个连续的元素为一组,用秘密信息序列中元素的值确定在每一组载体序列中的位置,将秘密信息序列中的两个连续元素隐藏在这4个载体元素中。然后再对未隐藏秘密信息的位置进行数据调整,并根据当前隐藏秘密信息的位置确定下一组载体序列。由于该算法在4个载体元素中至少隐藏4bit秘密信息,对载体元素的修改量也比较小,实验结果表明,在隐藏容量较大时,载密图像视觉质量较好。2、分块的JPEG图像隐藏算法,在DCT系数矩阵中,由于大部分的能量都集中在低频部分而高频部分决定其细节部分。根据这一原理,按DCT系数矩阵中不为零的DCT系数个数,将所有的8*8分块分成三种不同的类型块。不为零的DCT系数个数越多表明该块的纹理越复杂,对人的视觉系统敏感程度就较大,其DCT系数可以有较大的修改量,在该块中隐藏较多的信息,提高隐藏容量。不为零的DCT系数个数越少表明该块的纹理比较简单,对人的视觉系统敏感程度比较小,其DCT系数只可以有较小的修改量,在该块中隐藏较少的信息,减少信息隐藏后对载体图象的影响。实验表明,该算法较好的平衡了隐藏容量与图像视觉质量之间的关系。
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