图像信息隐藏算法的研究与实现-文献综述

第1页文献综述1.课题背景随着网络和多媒体技术的快速发展,信息的使用和广泛传播已成为日常生活的重要组成部分之一。在信息技术给人们带来方便快捷的同时,一些重要信息的盗取和破坏，对社会造成了严重的损失和一定的影响。如何保证信息在使用和传播中能够更加安全,这就成为信息安全领域的一个重要研究课题。传统的信息安全解决方案是将秘密信息进行加密,通过加密算法对重要信息进行保护,但是计算机的运算和处理能力日益增强,对加密算法进行强力破解已成为可能。因此寻找一种新兴的信息安全技术已迫在眉睫。信息隐藏技术的出现，改变了以往信息使用和传播的安全技术的思想,它与传统的加密技术相比,通过隐秘通信的方式，隐藏通信双方以及重要的信息。简单的说,就是根据人类视觉和听觉系统对多媒体信息的感觉冗余,将秘密信息通过隐藏算法嵌入到此冗余中,从而达到隐藏的目的,嵌入信息后的多媒体与原始多媒体,人类一般是无法分辨的。此技术在通信过程中使攻击者无从下手,因为他感觉不到秘密信息的存在,更不用说盗取或破坏秘密信息了。2.研究目的与现状2.1.研究目的和意义随着网络的发展，信息传递更加快捷方便，信息安全受到人们的高度重视。在信息技术给人们带来方便快捷的同时,一些重要信息的盗取和破坏，对社会造成了严重的损失和一定的影响。为了确保信息传输的安全性，通过隐藏算法或技术，对重要信息进行保护。在通信过程中，让攻击者感觉不到信息的存在，使他无法对隐藏了的重要信息下手，从而保护信息，保证了信息的安全性。本课题主要研究通过掌握人类视觉系统(HVS，Humanvisualsystem)的特性及对图像隐藏技术的要求,研究已有的图像隐藏技术并分析其优缺点，优化已有的技术并使之实现。2.2.研究现状与存在的问题第2页信息隐藏学科主要有两大分支：信息隐秘和数字水印。信息隐秘主要用于重要信息的秘密传输,通信的安全性和隐秘性是关键。而数字水印主要用于产权保护,将产权信息嵌入载体对象,此过程需要较强的鲁棒性和不可见性1。2.2.1研究现状当前，越来越多的研究者认识到了信息隐藏与分析技术的重要性，许多国家和地区在此领域开展了系统、深入的研究工作。在美国国防部、美国空军实验室、海军实验室、国家安全局等机构的资助下，美国的一些高等学校、研究团体先后开展这一方向的研究。公开资料显示，德国、日本、印度、加拿大、芬兰等国也开展了这一方向的研究2。随着信息隐藏技术的发展和数字隐写工具的实用化，信息隐藏通信将成为通信网络中基本的信息安全手段之一。由于内嵌数据具有很高的机密性，隐蔽信息的检测和提取的价值也就想得更加重大。由于信息隐写隐藏了秘密信息的存在性，嵌入秘密信息前后的多媒体数据的基本特征无明显改变，且由于隐藏方式灵活、方法多样，隐写分析的研究需要综合多学科领域知识，采用新的研究手段，因此，隐写分析是一个探索性强、理论和事件难度大的研究课题。但是，对多媒体载体数据而言，嵌入秘密信息后，数据的特征总会有所改变，其鲁棒性与所嵌入的信息量也有一定的制约关系，因此，隐藏信息的检测和提取应当有其规律可循2。2.2.2存在的主要问题信息隐秘传输技术或信息隐藏技术作为一种新兴的信息安全技术已经受到许多研究工作者的重视,它为数字信息的安全保存、隐秘传输等提供了一个有效的工具。在图像密写中由于有限的秘密信息嵌入量，大尺寸图片的隐秘传输存在着一定的问题。图像加密虽然具有较好的保密性，但又凸显其秘密信息的存在3。数字水印系统存在两个关键问题：一是提高基于图像水印方式隐藏信息的安全性；二是解决水印透明性与鲁棒性之间的矛盾。目前的水印技术存在很多问题，例如算法的鲁棒性和透明性不好，水印信息嵌入量较少等4。3.课题途径及步骤课题途径主要是通过查阅资料，了解信息隐藏的背景和应用。研究不同的算法的信息隐藏技术。并用软件进行仿真，优化已有的方案（提出新的方法）。课题步骤主要是熟悉和掌握一定的信号处理和MATLAB基础知识，以及能够使用MATLAB7.0软件对图像进行信息处理的工作原理，研究图像信息隐藏技术的现状及应用，提出新的信息隐藏方案并进行仿真分析。第3页4.可能遇到的问题及应变措施（1）问题：图像处理相关理论及研究较为薄弱，缺乏图像工程开发的实际经验拟采取措施：向导师请教，进一步熟悉目标检测、图像识别等算法，掌握MATLAB开发工具。（2）问题：隐藏的信息量比较少拟采取措施：结合图像信息隐藏要求中对嵌入数据量的指标，根据不同用途，在某些特定的场合保证一定的嵌入量，防止嵌入时容量达不到指标。(3)问题：抗攻击能力差，隐藏图像一经攻击，待提取出来后失真严重拟采取措施：改进算法，增加图像抗干扰能力，以达到预期效果。第4页参考文献1韩于钛.图像信息隐藏技术的研究与实现D.太原理工大学,2011.2田明,柳青峰.信息隐藏技术的发展现状J.信息工程大学学报,2007,8（3）:381-38