基于维诺图的图像信息隐藏法研究

论文摘要

随着网络通信技术、计算机技术和智能手机技术的迅速发展,大量的数字图像信息可以便利的通过互联网进行传输。在网络平台的开放环境之下,信息隐藏技术作为信息安全的重要方向,主要解决两方面的问题：一、以数字媒体为信息隐藏载体,在尽量不破坏图像品质的情况下,进行无感知的秘密信息传输；二、作为版权保护的技术,保护图片、视频等数字媒体的版权。通过对图像信息隐藏理论和技术的分析研究,针对空域图像信息隐藏技术容易出现高失真、频域图像信息隐藏技术往往藏量偏小的问题,结合信息隐藏方法多样的应用需求,本文提出了一种全新的、基于空间域的图像信息隐藏技术。基于维诺图(Voronoi Diagram)的图像信息隐藏算法,其基本思路是将灰度载体图像的像素对映射到灰度值空间坐标系内,构建维诺图,利用优化算法对像素对所代表意义进行赋值,通过互有联系的像素对相互覆盖或保持原有像素对的形式,将秘密信息无感知的嵌入到图像中。其中,维诺图和德罗内三角形的基本特性构建了像素对之间的相邻关系,确保了相邻像素对之间的最大相似度。优化算法的运用,可以通过改变终止条件实现对像素对的意义进行灵活的赋值,提高了算法的安全性；同时,又能保证嵌入操作在接近最小的像素对范围内进行互换,提高了隐秘图像的质量。在信息隐藏的过程当中,采取保留唯一像素对的形式,以确保提取过程中生成的维诺图与隐藏过程保持一致,这种方法不增加任何额外信息,有效避免了信息的冗余。经过算法实现、参数仿真分析和对比分析,实验结果表明本文提出的算法能够在保持更低的图像失真的情况下,达到非常高的图像信息隐藏容量。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 信息隐藏的背景
• 1.2 信息隐藏理论概述
• 1.2.1 基本概念
• 1.2.2 研究发展
• 1.2.3 学科分支
• 1.2.4 技术特性
• 1.3 信息隐藏技术分类与应用
• 1.3.1 信息隐藏技术分类
• 1.3.2 信息隐藏应用领域
• 1.4 本文研究框架
• 2 图像信息隐藏理论研究
• 2.1 数字图像知识
• 2.1.1 图像类型
• 2.1.2 典型格式
• 2.1.3 相关特性
• 2.2 概念与模型
• 2.2.1 基本概念
• 2.2.2 主要术语
• 2.2.3 技术模型
• 2.3 评价体系
• 2.3.1 信息藏量评价
• 2.3.2 图像质量评价
• 2.4 空域图像信息隐藏分析
• 2.4.1 研究现状
• 2.4.2 基于遗传算法的最佳LSB算法
• 2.4.3 基于视觉恰可察觉差的自适应隐藏算法
• 2.5 小结
• 3 基于维诺图的图像信息隐藏法
• 3.1 算法思想
• 3.2 相关知识
• 3.2.1 维诺图
• 3.2.2 猫群演算法
• 3.3 基于维诺图的图像信息隐藏算法
• 3.3.1 算法描述
• 3.3.2 隐藏步骤
• 3.3.3 提取步骤
• 3.4 算法实例详解
• 3.4.1 隐藏过程
• 3.4.2 提取过程
• 4 实验仿真与分析
• 4.1 实验环境
• 4.1.1 仿真平台
• 4.1.2 评价方式
• 4.1.3 测试图集
• 4.2 参数分析
• 4.2.1 维诺图搜寻距离
• 4.2.2 维诺点赋值种类
• 4.2.3 参数综合分析
• 4.3 对比分析
• 4.3.1 与基于灰度值差异和模量函数的算法对比
• 4.3.2 与基于视觉恰可察觉差的自适应算法对比
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢