数字图像隐写和隐写分析算法研究

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1、Ｓｏｕ化ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ博±学位论文三．数字图像隐写和隐写分析算法研究作者姓名师夏阳学科专业信号与信息处理指导教师胡永健教授所在学院电子与信息学院＂＇：ｉ．ｒ－Ｊ．＾■２０１５年１２月？论文提交日期：；：Ｖ：．／；；－■ResearchonDigitalImageSteganographyandSteganalysisADissertationSubmittedfortheDegr

2、eeofDoctorCandidate：ShiXiayangSupervisor：Prof.HuYongjianSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP309.2学校代号：10561学号：200910101730华南理工大学博士学位论文数字图像隐写和隐写分析算法研究作者姓名：师夏阳指导教师姓名、职称：胡永健教授申请学位级别：工学博士学科专业名称：信号与信息处理研究方向：数字图像处理论文提交日期：2015年12月论文答辩日期：2016年3月

3、19日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：金连文教授委员：秦华标教授黄茜教授倪江群教授胡永健教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡：献的个人和集＃，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。ｌ日期居年作者签名：／日：ｌ裏种如？月；＾币

4、学位论文版权使用授权书艮Ｐ本学位论文作者完全了解学校有关保留，：、使用学位论文的规定研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可Ｗ公布学位论文的全’、部或部分内容，可允许采用影印、缩巧或其它复制手段保存汇编学位一。论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致本学位论文属于；□。，在年解密后适用本授权书＾密因＾保密意在校园网上发布，供校内

5、师生和与学校有共享协议，同的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂Ｖ（请在［＾上相应方框内打）作者签名；１，Ａ曰期：办／合．今巧复哨指导教师签追＾、日期＞＾＞／么Ｉ／作者联系电话：电子邮箱：联系地址（含邮编）；．ｊｍｋ．——摘要随着现代计算机技术和网络通讯技术的飞速发展，媒体安全与否越来越受到人们的关注。信息隐写和隐写分析作为信息安全领域的

6、重要分支也得到了人们的重视，作为对立方，二者相互制约，相互促进，已经经历了十几年的发展。信息隐写和隐写分析技术在商业、情报、国家安全等方面的地位日益突出，因此信息隐写和隐写分析的研究对国家信息安全具有重要的意义。本文主要研究以数字图像为载体的隐写和隐写分析方法，提出了一种隐写算法和三种隐写分析算法，包括一种LSB匹配专用隐写分析算法，一种空间域通用隐写分析算法和一种JPEG通用隐写分析算法。具体如下：1、经典的LSB匹配隐写算法以单个像素为嵌入单元，不考虑自然图像的纹理分布。自然图像的纹理区域具有复杂的

7、结构特征，与平坦区域相比，自然图像的纹理区域在结构上表现出更多的随机性,因此将密信嵌入到纹理丰富的区域可获得更好的安全性。在分析图像纹理区域特征的基础上，提出一种基于像素块的纹理优先的自适应隐写算法，将密信优先嵌入到复杂纹理区域。考虑到相邻像素值LSB与次低LSB之间的关系，采用多个像素值为一个嵌入单元。所设计的纹理判别准则能结合待嵌入密信长度，自适应选择嵌入区域。针对在嵌密过程中嵌密块可能出现的异常情况，提出一种像素值调整方案，并从理论上证明了其可行性。实验结果表明所提出隐写算法比LSB匹配算法、LS

8、BMR算法和一种现有的基于边缘优先的自适应算法具有更高的嵌入效率。本文方法不仅对三种有代表性的空间域通用隐写分析算法具有较强的抵御能力，还可以抵御三种有代表性的小波域通用隐写分析算法和一种边缘优先的专用隐写分析算法的攻击。2、分析了LSB匹配隐写算法的嵌入机制对灰度图像直方图的影响，提出了一种改进的基于直方图特征函数质心的专用隐写分析算法。鉴于自然图像个体直方图的差异性，提出剪切灰度图像重要的比特位平面，用剩余的位平面重构灰度图像，在重构后