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基于DCT域的数字隐写算法研究

作　者: 宋兵
导　师: 张志鸿
学　校: 郑州大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 信息隐藏数字隐写 JPEG图像量化表 DCT域
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 20次
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内容摘要

近年来计算机网络技术和多媒体技术等取得了快速进步和广泛应用,网络信息的安全和保护问题成为亟待解决的重要问题。数字隐写作为隐蔽通信的重要手段,近年来成为信息安全领域一个新的研究热点。数字隐写主要是通过隐藏通信过程的“存在”来保护通信的安全。本文分析了现有数字隐写的模型和分类,并从横向评价各数字隐写算法的角度出发,在研究了目前部分评价方法的基础上,组合了几种重要的数字隐写客观评价标准——隐藏容量、峰值信噪比和DCT系数直方图特性。本文研究了JPEG量化表和人类视觉模型,并引入了根据人类视觉模型定义的量化表,然后提出了一种隐写思路——将秘密信息隐藏在量化表中,而非DCT系数中,因此隐藏算法实现起来比较简单,快速。在提取秘密信息时,不需要向传统方式那样先进行熵解码来获取量化后的DCT系数,而是直接针对量化表提取秘密信息,因此该方法简单易行。实验结果表明,使用自定义量化表隐藏秘密信息,可以取得较好的峰值信噪比,能较好地保持DCT直方图特性,保证了隐写的安全性；但由于量化表容量决定了其只适合隐写少量信息。本文从提高隐写容量的角度出发,结合QTM算法对引入的量化表做调整,增加量化后的DCT域非零系数,提出了M_DCT算法。M_DCT算法主要思想是将中频系数适当减小,然后使用其量化DCT系数,量化后的DCT系数较原始DCT系数,中频域非0系数明显增加,在此基础上又提出嵌入规则在DCT域嵌入信息。实验结果表明,M_DCT算法在保持JPEG图像峰值信噪比和DCT直方图特性的基础上,隐藏容量有较大幅度的提高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
图目录  9-10
表目录  10-11
1 绪论  11-18
  1.1 信息隐藏  11-13
    1.1.1 信息隐藏现状与模型  11-12
    1.1.2 信息隐藏的分类  12-13
  1.2 数字隐写  13-15
    1.2.1 数字隐写现状与模型  13
    1.2.2 数字隐写分类与主要方法  13-14
    1.2.3 数字隐写与密码技术的异同  14
    1.2.4 数字隐写与数字水印的异同  14-15
  1.3 数字隐写的相关评价方法  15-16
    1.3.1 JPEG图像的峰值信噪比  15-16
    1.3.2 JPEG图像的DCT系数直方图  16
  1.4 论文内容的章节安排  16-18
2 现有的基于JPEG图像的数字隐写算法  18-28
  2.1 JPEG图像压缩原理  18-21
  2.2 基于JPEG图像的数字隐写算法  21-24
    2.2.1 JSTEG算法  22-23
    2.2.2 QTM算法  23
    2.2.3 F3与F4算法  23-24
  2.3 JPEG隐写算法仿真  24-27
  2.4 本章小结  27-28
3 基于自定义量化表的数字隐写算法  28-36
  3.1 引入基于人类视觉模型构造的量化表  28-30
  3.2 基于自定义量化表的数字隐写算法  30-34
    3.2.1 基于自定义量化表的秘密信息嵌入算法  30-33
    3.2.2 基于自定义量化表的秘密信息提取算法  33-34
  3.3 实验结果及分析  34-35
  3.4 本章总结  35-36
4 基于JPEG图像DCT域的数字隐写算法  36-50
  4.1 传统数字隐写算法容量分析  36-37
  4.2 基于JPEG图像DCT域的数字隐写算法  37-46
    4.2.1 生成自定义量化表  37-39
    4.2.2 基于DCT域的数字隐写算法  39-44
    4.2.3 秘密信息提取算法  44-46
  4.3 实验结果及分析  46-48
  4.4 本章小结  48-50
5 总结与展望  50-52
  5.1 全文总结  50
  5.2 展望  50-52
参考文献  52-54
致谢  54-55
个人简历在校期间发表的学术论文  55

基于DCT域的数字隐写算法研究

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