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基于彩色图像可逆数据隐藏的研究

作　者: 杨玉平
导　师: 陈勇
学　校: 重庆师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 预测误差差值可逆数据隐藏差值扩展嵌入差值直方图平移二次嵌入
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在信息爆炸的今天，信息安全越来越受人们的关注。在图像方面的信息隐藏技术一直是人们研究的热点，作为图像信息隐藏技术方向上的一个分支，可逆数据信息的隐藏在现实生活当中的很多重要领域都有非常重要的应用，比如在医学图像、军事以及法律证据等领域。本文主要研究的是基于彩色图像的可逆数据隐藏。在可逆数据隐藏方面，差值扩展嵌入方式是最经典的，是由Tian首个将其应用于可逆数据隐藏并收到了很好的效果。近年来，不少学者们在它的基础上又提出了一些改进的算法。本文就是以Tian提出的经典算法为基础主要从两方面开展研究工作：即如何提高载体彩色图像的秘密数据嵌入容量和提高嵌入秘密数据后的载体图像的质量。在查阅了大量的国内外关于可逆数据隐藏的文献之后，分析了Tian经典算法以及它的一些改进算法，在这基础上本文主要做了以下三个方面的工作：①搜集并查阅了大量的文献，对Tian经典算法以及近几年来由它产生出来的改进算法进行了综合分析与研究。②本文提出了一种二次数据嵌入的可逆数据隐藏方案。在现有的一些算法中，发现在相当一部分数据嵌入的位置比较特殊，嵌入数据后像素值不会发生变化，还可以进行第二次嵌入。实验结果表明：该算法不但提高了数据的嵌入容量，而且嵌入数据后的载体图像质量也能很好的保持。优于现有的一些可逆数据隐藏算法。③现有的可逆数据嵌入算法大都在嵌入容量和图像质量上进行改进，而这两者又是矛盾的，本文将引入一个嵌入程度因子Ψ用来衡量一个算法在嵌入容量和图像质量这个矛盾上进行平衡时取的平衡点如何。也就是说，用来衡量一个算法在质量损失程度相同时，提高嵌入容量程度的大小。Ψ是用嵌入率增长量与载体图像PSNR变化量的比率来表示的。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-21
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 信息隐藏技术  11-15
    1.2.1 信息隐藏技术的基本原理  11-12
    1.2.2 信息隐藏技术的分类  12-13
    1.2.3 信息隐藏技术的特点  13-14
    1.2.4 信息隐藏技术的应用  14
    1.2.5 对信息隐藏的攻击技术  14-15
  1.3 可逆数据隐藏的研究意义  15-16
  1.4 可逆数据隐藏的发展及研究现状  16-18
  1.5 本文的主要工作  18-19
  1.6 本文的结构  19-21
2 可逆数据隐藏的基础知识  21-26
  2.1 预测误差和像素分组方案  21-22
    2.1.1 预测误差  21
    2.1.2 分组方案  21-22
  2.2 差值扩展  22-24
    2.2.1 Tian 提出的差值扩展  22-23
    2.2.2 单分量预测误差扩展  23
    2.2.3 双分量预测误差差值扩展  23
    2.2.4 单向差值扩展  23-24
    2.2.5 双向差值扩展  24
  2.3 可逆数据隐藏技术的评价指标  24
  2.4 可逆数据隐藏技术的一般模型  24-26
3 典型算法的分析与仿真  26-38
  3.1 基于单向差值扩展的彩色图像可逆数据隐藏  26-28
    3.1.1 分组方案与预测误差差值  26
    3.1.2 数据嵌入  26-28
    3.1.3 数据的提取及载体图像恢复  28
  3.2 无定位图的预测误差差值扩展可逆数据隐藏  28-31
    3.2.1 数据嵌入  29-30
    3.2.2 数据的提取及载体图像恢复  30-31
  3.3 基于自适应差值扩展的彩色图像可逆数据隐藏  31-33
    3.3.1 数据嵌入  31-32
    3.3.2 数据的提取及载体图像恢复  32-33
  3.4 基于双直方图平移的彩色图像可逆数据隐藏  33-36
    3.4.1 数据嵌入  33-35
    3.4.2 数据的提取及载体图像恢复  35-36
  3.5 本章小结  36-38
4 基于单双向差值扩展二次嵌入平移的可逆数据隐藏算法  38-56
  4.1 二次嵌入平移的引入  38-40
  4.2 嵌入程度因子  40-41
    4.2.1 嵌入程度因子的引入  40-41
    4.2.2 可行性分析  41
  4.3 预测误差差值分类  41-42
    4.3.1 预测误差差值  41-42
    4.3.2 预测误差差值分类  42
  4.4 二次嵌入平移的失真分析和可行性分析  42-43
    4.4.1 失真分析  42-43
    4.4.2 二次嵌入平移的可行性分析  43
  4.5 数据的嵌入  43-45
  4.6 数据的提取及载体图像的恢复  45
  4.7 实验与分析  45-54
  4.8 本章小结  54-56
5 结论  56-57
参考文献  57-61
附录 A：作者攻读硕士学位期间发表论文及科研情况  61-62
致谢  62

基于彩色图像可逆数据隐藏的研究

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