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图像密写是利用图像冗余和视觉掩蔽特性来将秘密信息隐藏于非相关载体中,使得非法攻击者难以从海量公开传输图像中找到含密载体并从中提取出隐蔽的秘密信息。传统图像密写方法大多基于最低比特位(Least Significant Bit,LSB),但其对载体图像的修改量较大,且嵌密容量较低。而利用修改方向(Exploiting Modification Direction,EMD)嵌入方法在修改少量载体数据的基础上可实现大容量嵌入,但其通常只能利用0为起始的连续组合数作为秘密信息表达范围,在采用特殊基向量的同时也仅能给出有限的几种EMD嵌入方法,例如在n个载体数据中最多调整1个的EMD,n个载体数据中最多调整2个的EMD-2和MEMD方法,以及n个载体数据中最多调整n个EMD-n、EMD-n±2、EMD-n±x和EMD-c”等,不仅限制秘密信息表达范围和EMD的适用面,同时也降低了密写的安全性。针对以上问题,本文所完成的工作如下:1)提出了免基向量EMD(n,m)嵌入模型,所提模型通过计算n个载体数据中最多调整m个数据的组合数来形成嵌密调整表,通过选取嵌密调整表行来对载体数据进行调整以嵌入秘密信息。为进一步提高安全性,给出了一种基于EMD(n,m)模型的图像密写方法,首先将载体图像扫描为1维序列,通过用户密钥结合混沌映射来随机指派嵌密元素数量和最多调整的嵌密元素数量并生成秘密信息组合数和嵌密调整表;然后依据嵌密元素数量和秘密组合数分别从载体元素序列和2进制秘密信息序列截取载体元素和2进制秘密信息比特;最后通过对秘密信息比特所映射的置乱嵌密调整表行来对截取的载体元素进行调整以嵌入秘密信息。理论和实验表明,与传统EMD嵌入方法相比,EMD(n,m)模型避免了权值向量设置的有限性所导致的嵌入容量受限,并可最大化嵌入容量提高EMD嵌入方法适用面,同时可通过与载体和密钥相关的嵌入提取环节来进一步增强嵌入信息的安全性。2)为进一步提高EMD(n,m)模型的嵌入容量,将EMD(n,m)模型的修改量由±1扩展为±δ,将EMD(n,m)模型修正为EMD(n,m,δ)模型,为保持嵌密载体的视觉质量,给出了一种基于分块复杂度的EMD(n,m,δ)自适应图像密写方法。所提方法首先结合载体图像相对于随机扰动量的PSNR和结构相似度来动态确定δ的最大值,再将图像分块,根据图像块强度、对比度、位置、边缘和纹理5个参数共同确定图像块的复杂度,将复杂度最低和最高的图像块单个像素最大调整量分别定为1和δ,而将其他复杂度通过对数函数映射为1到δ之间。为避免基于块复杂度的EMD(n,m,δ)自适应图像密写在相同密钥和分辨率下进行相同秘密信息嵌入所导致的载体图像PSNR相等问题,同时为提高视觉掩蔽性,依据载体SHA256值映射的用户密钥和用户自定义密钥nmax生成嵌密元素个数n和最多可调整的嵌密元素个数m,继而由n,m,δ共同生成秘密信息组合数和嵌密调整表,根据秘密信息组合数从2值秘密信息序列中截取对应的2值比特,将其转换为10进制数,然后从嵌密调整表中选取对应的行并依据复杂度由高到低的顺序进行嵌密。理论和实验表明,与基于EMD(n,m)模型的图像密写方法相比,基于分块复杂度的EMD(n,m,δ)自适应密写能在实现较高视觉质量和结构相似性的同时将秘密信息的嵌入量最大化,同时嵌入过程不仅依赖于用户密钥,还与载体SHA256值密切相关,且由复杂度从高到低的嵌入过程使得所提方法具有较高的视觉掩蔽性且增强了密写的安全性。