密文图像中的可逆信息隐藏算法研究.pdf

密文图像中的可逆信息隐藏算法研究重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名:高真指导教师:郑洪英副教授专业:计算机软件与理论学科门类:工学重庆大学计算机学院二O一三年四月StudyonReversibleDataHidingAlgorithmforEncryptedImageAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’,Chongqing,ChinaApril,2013重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着多媒体技术和计算机网络通信技术的快速发展,利用网络传输数字信息已变得十分普遍,数字图像由于其具有生动、形象、直观的特点而被广泛使用,然而图像信息在传输过程中面临着随时被人窃取、篡改、恶意复制等安全隐患问题。因此,如何保证数字图像,特别是涉及机密、隐私的图像能够安全传输是一个迫切需要解决的问题。近些年来,在学术界涌现出很多实现安全传输的技术,加密和信息隐藏技术是其中两个研究成果较多的分支,学者们大都采用其中一种技术来保证信息传输的安全性,然而现实中一些应用需要将加密和可逆信息隐藏技术结合在一起才能解决实际问题,例如:为保护病人隐私,医生将拍摄的病人身体器官图像经过加密后,发送到数据库中;数据库管理者在密文图像中嵌入病人的相关信息后,再将图像存储在数据库中。传统的方案存在加密和信息隐藏过程分离、算法不可逆、嵌入容量低等缺陷,不能很好地满足上述实际需要,本文提出新的方案来解决上述问题。在数字图像得以广泛应用的今天,研究和设计密文图像中的可逆信息隐藏算法具有十分重要的理论和现实意义。本文所做的工作主要体现在如下三个方面:①研究和分析经典的图像加密算法和可逆信息隐藏算法,分析现有的加密和信息隐藏结合算法存在的缺陷。②结合置乱加密算法和改进的直方图平移算法,提出了一种新的密文图像中的可逆信息隐藏算法。首先对图像进行分块,对每块进行置乱加密,然后在每块内选取多个点对并进行多层信息嵌入。MATLAB仿真实验结果表明,算法嵌入容量高,并且解密后的图像具有很好的质量。此外,该算法操作简单、易于实现,接收端操作顺序较为灵活。③结合替代加密算法、多个最低有效位(MLSB)算法及异或操作的翻转不变性,提出了一种满足可分离机制的新算法。首先对图像进行分块,利用伪随机数对图像进行替代加密,然后通过翻转像素的MLSB来进行信息嵌入。MATLAB仿真实验结果表明,该算法嵌入容量高,图像失真小,并且接收端操作顺序灵活,满足可分离机制的要求。关键词:图像加密,可逆信息隐藏,嵌入容量,可分离机制,municationtechnology,work,,therearesomesecurityproblemsinthetransmission,suchastheinformationiseasytobestolen,tampered,,howtoensurethetransmissionsecurityofdigitalimages,especially,,therearemanytechnologiessprungupinacademics,,,medicalimagesshouldbeencryptedforprotectingthepatient’sprivacy,,suchasencrypt