基于图像的高容量可逆信息隐藏算法研究

发布时间：2017-08-22 16:19

  本文关键词：基于图像的高容量可逆信息隐藏算法研究

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【摘要】：可逆信息隐藏技术不同于传统的信息隐藏技术在隐藏信息的同时会对原始载体造成永久失真,可逆信息隐藏技术能够在正确提取隐秘信息之后无失真地恢复原始载体,这在对载体信号质量要求严苛的场合,例如：军事、医学、法庭证物以及电子票据等领域,具有重要的应用价值。本文主要是针对可逆信息隐藏算法的两个重要指标：隐秘图像质量和信息隐藏容量,并针对这两个方面进行了深入研究,为本文算法的设计奠定了基础。设计了一种基于预测误差扩展和直方图平移的可逆信息隐藏算法。分析讨论了预测误差扩展方式和直方图平移方式采用的先后顺序对算法性能的影响。直方图平移隐藏信息后产生的误差为M1,预测误差扩展隐藏相同秘密信息产生的误差为M2。当M1≥M2时,直方图平移引起的误差较大,先进行预测误差扩展的方式隐藏秘密信息；当MlM2,直方图平移引起误差较小,先进行直方图平移方式隐藏秘密信息。对于像素溢出处理,直方图平移采用记录边界值的方法,预测误差扩展方式选取扩展后像素无溢出的图像进行仿真。通过直方图平移方式增加的隐藏容量,取决于直方图特征,不同图像的最高峰值点大小不同,隐藏容量提高的幅度较小。因此,设计了一种基于预测误差排序和多次迭代的可逆信息隐藏算法。为了提高算法的隐藏容量,采用多次预测误差扩展的方式提高算法的隐藏容量,随着迭代次数的增加,容量越高,图像质量越差。为了保持图像质量,选择预测误差扩展较小的图像块优先进行隐藏。分析讨论了2种情况：1)当隐藏容量等于最大隐藏容量时,采用迭代算法增加算法的隐藏容量；2)当隐藏容量小于最大隐藏容量时,记录选择图像块的位置,原始图像能完全恢复,并且能够保持一定的图像质量。因此,可以针对不同的应用场景选择对应的处理方式。最后,设计了GUI仿真系统,为了能够直观地对算法进行演示,验证算法的有效性
【关键词】：可逆信息隐藏 预测误差扩展 直方图平移 隐藏容量
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TP309
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 论文研究背景和意义11-12
• 1.2 信息隐藏的基础知识12-14
• 1.2.1 信息隐藏的理论框架12-13
• 1.2.2 信息隐藏技术的要求13-14
• 1.2.3 信息隐藏技术的分支14
• 1.3 可逆信息隐藏的基础知识14-17
• 1.3.1 可逆信息隐藏模型15
• 1.3.2 可逆信息隐藏的特性15-16
• 1.3.3 可逆信息隐藏的分类16-17
• 1.4 论文主要内容与章节安排17-18
• 第2章 可逆信息隐藏技术18-23
• 2.1 可逆信息隐藏技术简介18
• 2.2 现有算法分析18-20
• 2.2.1 基于无损压缩的可逆信息隐藏技术18-19
• 2.2.2 基于直方图平移的可逆信息隐藏技术19
• 2.2.3 基于差值扩展的可逆信息隐藏技术19-20
• 2.3 可逆信息隐藏技术的评价指标20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 基于预测误差扩展和直方图平移的可逆信息隐藏算法23-37
• 3.1 算法分析23-28
• 3.1.1 预测误差扩展算法分析24-26
• 3.1.2 直方图平移算法分析26-28
• 3.2 算法描述28-32
• 3.2.1 隐藏算法30-31
• 3.2.2 提取及恢复算法31-32
• 3.3 实验结果与分析32-36
• 3.3.1 隐秘图像质量32-34
• 3.3.2 信息隐藏容量34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 基于预测误差排序和多次迭代的可逆信息隐藏算法37-53
• 4.1 算法分析37-38
• 4.2 迭代思想简介38-39
• 4.3 信息隐藏和提取39-40
• 4.4 实验结果与分析40-52
• 4.4.1 隐秘图像质量40-47
• 4.4.2 辅助信息长度47-49
• 4.4.3 信息隐藏容量49-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 算法仿真系统53-59
• 5.1 引言53
• 5.2 仿真系统介绍53-58
• 5.3 本章小结58-59
• 结论与展望59-62
• 参考文献62-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士期间发表的论文及参与的科研项目69

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本文编号：720122