[發明專利]一種彩色圖像數字隱寫及其分析方法

有效

• 申請號: 201410034750.0
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103745479A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 陳祥耀
• 申請（專利權）人: 福建省視通光電網絡有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 泉州市誠得知識產權代理事務所(普通合伙) 35209
• 代理人: 程文敢

技術領域

本發明涉及信息隱藏和檢測技術領域，具體涉及一種彩色圖像數字隱寫及其分析方法。

背景技術

隨著計算機技術、信息處理技術和網絡通信技術的迅猛發展，人類步入了前所未有的數字化信息時代。尤其是因特網的普及，使得人們的思維、工作、生活方式等方面都發生了諸多變化。人們越來越傾向于通過方便快捷的網絡來獲取各類信息，電子商務、電子政務、網絡辦公等已成為社會高效運轉不可缺少的工作方式，電子郵件、網絡聊天、BBS等成為人們新的交流方式。網絡給人們帶來便捷的同時，也帶來了信息安全方面的挑戰：涉及國家安全、政府機密的文件能否在網絡中安全的傳輸；電子商務中的企業機密能否躲過商業間諜的竊取；個人隱私如帳號、口令密碼、電子郵件等，能否得到安全的保障；多媒體作品的版權能否得到保護等。歸結起來就是信息存儲和傳輸的安全以及用戶鑒別問題。如何解決這一系列的安全問題成為當前乃至相當長的時期內的一個研究熱點。

信息隱藏技術作為信息安全領域一個新興的研究方向，給網絡化的多媒體信息的安全保存和傳送開辟了一條有效的途徑，受到了各國學者的廣泛關注。信息隱藏的歷史可以追溯到古希臘時代，而與現代數字信號處理技術密切結合的現代信息隱藏技術，20世紀90年代才被正式提出。現代信息隱藏，以網絡上傳輸的各種數字文件作為載體對象，例如文本、圖像、音頻、視頻等。其中，以圖像作為載體對象的信息隱藏最為常見，一方面由于圖像是網絡通信中最常見的數據類型，另一方面由于圖像產品急需產權標識和保護。

目前，信息隱藏技術的研究及應用的主要領域有兩個，即數字水印和數字隱寫。前者是對數字媒體起標識和版權保護的作用；后者是將秘密信息隱藏于其它公開的數字媒體中，強調通信過程存在性的隱秘。數字隱寫技術既可以確保國家的政治、軍事、經濟等信息在公共通信網絡中安全可靠的傳遞和共享，也有可能被不法分子所利用，進行非法消息散布、籌劃犯罪活動等，嚴重危害了國家安全和社會公共安全。因此，各國學者開展了對數字隱寫攻擊技術的研究，該技術稱為隱寫分析技術。特別是圖像隱寫分析技術，成為信息安全領域一個十分重要的研究方向。

數字隱寫是信息隱藏的一個重要分支，它是通過隱藏通信過程中的存在性來獲得通信的安全。到現在為止，針對圖像的不同的載體類型已有許多隱寫方法，其中LSB(leastsignificant?bit)?隱寫出現的最早，由于其方法簡單，數據量大而被廣泛應用。同時針對LSB?隱寫的分析開展了大量的研究，出現了許多有效的實現方法。為了提高安全性，研究者針對LSB?隱寫不斷進行改進，提出了多種修正的LSB?密寫法，能抵御某些隱寫實現方法。在現有研究中，可逆圖像信息隱寫方法根據嵌入域的不同主要可分為空域方法和變換域方法。其中空域方法應用較為廣泛，最早的可逆信息隱寫方法是由Barton?在1997?年提出。隨著研究的深入，近年來學者們提出大量的空域可逆信息隱寫方法，這些方法大致分為使用數據壓縮的可逆信息隱寫、基于直方圖修改的可逆信息隱寫(Histogram?Modification，HM)?和基于差值擴展的可逆信寫等方法。基于直方圖修改的可逆隱寫方法通過改變圖像的直方圖，將秘密信息嵌入圖像，此類方法具有較高的圖像質量。

與隱寫相對應，隱寫分析技術是數字隱寫的攻擊技術，其研究重點是對隱藏信息的可靠檢測。隱寫分析的目的在于揭示媒體中隱蔽隱寫的存在性，甚至只是指出媒體中存在隱寫信息的可疑性。可逆圖像信息隱寫分析是近兩年來信息安全領域提出的新問題。目前關于可逆圖像隱寫方法的隱寫分析尚處于起步階段，相關研究成果較少，主要包括基于特征統計的隱寫分析，如CM(reversible?contrast?mapping)?可逆圖像隱寫分析，基于載密圖像特征異常的隱寫分析，如基于直方圖位移的可逆圖像隱寫分析等，但從檢測意義上說，部分傳統的隱寫檢測方法對于可逆隱寫分析同樣適用。

隱寫方法一般選擇應用廣泛、冗余度大、容易獲取的數字圖像作為載體，盡管隱秘信息的潛入具有視覺上的不可感知性，但由于隱寫算法本身所具有的入侵特性，必然會對原始載體圖像所固有的某些統計特征帶來改變。針對JPEG?圖像，主要是修改圖像對應的頻域系數來嵌入信息，具有較強魯棒性的同時也兼顧了圖像的不可感知性。