1、隱寫術(shù)是信息隱藏的一個重要分支，是目前信息安全領(lǐng)域的研究熱點。作為一種新興的密碼技術(shù)，隱寫術(shù)主要研究如何將消息隱藏于公開的多媒體數(shù)據(jù)中以實現(xiàn)隱蔽通信和安全存儲。目前隱寫術(shù)已成為保障國家信息安全、軍事通信安全以及保護個人隱私等的重要技術(shù)手段。而數(shù)字圖像是當前互聯(lián)網(wǎng)中應用最為廣泛的載體類型之一。因此，研究以數(shù)字圖像為載體對象的隱寫術(shù)即圖像隱寫術(shù)的設(shè)計理論與關(guān)鍵技術(shù)具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。本文緊緊圍繞圖像隱寫術(shù)的兩個核心問題：隱寫編碼和

2、對載體圖像特性的認知，著重對隱寫編碼的設(shè)計與應用和自適應圖像隱寫術(shù)的分析與設(shè)計展開了深入研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了基于空域嵌入失真模型的修正矩陣編碼及其改進方法。首先，定義一種空域嵌入失真模型，并將修正矩陣編碼應用于該模型；然后，設(shè)計一種針對?1隱寫的三元隱寫編碼，并對其有效性進行理論分析；最后，基于所設(shè)計的隱寫編碼提出基于空域嵌入失真模型的修正矩陣編碼的改進方法。實驗結(jié)果驗證了所定義的空域嵌入失真模型的合理性和改進

3、方法的安全性。⑵提出了一種基于多層校驗格編碼的圖像隱藏方法。首先，根據(jù)可重構(gòu)原則生成候選匹配分塊集合并從中為秘密圖像分塊尋找最優(yōu)匹配；然后，對于無最優(yōu)匹配的分塊，使用K均值聚類方法選出代表分塊作為其最優(yōu)匹配分塊；最后，使用Huffman編碼壓縮相關(guān)數(shù)據(jù)，使用多層校驗格編碼完成壓縮數(shù)據(jù)的嵌入。實驗結(jié)果表明，該方法在保證一定安全性的情況下具有嵌入容量大、載密圖像的視覺質(zhì)量良好、提取圖像與秘密圖像差異小等優(yōu)點。⑶提出了一種基于邊信息同步的?1

4、自適應隱寫方法。首先，定義一個度量圖像紋理復雜度的噪聲級函數(shù)并計算載體圖像的噪聲級；然后，根據(jù)嵌入率等因素確定噪聲級的門限值，進而確定噪聲區(qū)域；最后，適當擴展噪聲區(qū)域作為嵌入?yún)^(qū)域，并使用雙層嵌入編碼嵌入消息，即在嵌入?yún)^(qū)域的LSB(Least Significant Bit)層和次LSB層分別使用快速大嵌入率矩陣編碼和濕紙編碼。理論分析和實驗結(jié)果表明，該方法可保證邊信息同步，并且具有良好的安全性和高效性。⑷提出了一種基于最小化嵌入失真的自

5、適應隱寫方法。首先，分析Canny邊緣檢測算法的參數(shù)取值對選擇邊緣區(qū)域的影響，并根據(jù)嵌入率等因素確定參數(shù)的取值，進而確定載體圖像的邊緣區(qū)域；然后，根據(jù)非邊緣區(qū)域內(nèi)的像素為不可修改像素、邊緣區(qū)域內(nèi)的像素為可修改像素的原則，分別針對±1隱寫和±2隱寫定義像素的嵌入失真函數(shù)；最后，對應地使用雙層和三層校驗格編碼嵌入消息。實驗結(jié)果表明，該方法具有良好的不可見性和安全性。⑸提出了一種針對彩色空域圖像自適應隱寫術(shù)的隱寫分析方法。首先，分析灰度空域圖

6、像自適應隱寫術(shù)直接擴展至彩色空域圖像可能帶來的安全問題，并指出這種直接擴展的方式會導致同時修改像素的多個顏色通道的情況發(fā)生；然后，分別在紅色、綠色和藍色通道內(nèi)提取SPAM(Subtractive Pixel Adjacency Matrix)特征并進行融合，作為顏色通道內(nèi)特征；再次，基于鄰域像素差分矩陣，構(gòu)造顏色通道間的Markov轉(zhuǎn)移概率矩陣并進行融合，作為顏色通道間特征；最后，顏色通道內(nèi)和顏色通道間特征組合構(gòu)成最終的隱寫分析特征，使

7、用集成分類器作為特征學習和測試工具。實驗結(jié)果表明，該方法可有效檢測彩色空域圖像自適應隱寫術(shù)。⑹提出了彩色空域圖像自適應隱寫術(shù)的改進方向，并據(jù)此提出了一種嵌入策略用于提高彩色空域圖像自適應隱寫術(shù)的安全性。首先，針對目前彩色空域圖像自適應隱寫術(shù)存在的安全問題，提出了三個改進方向；然后，提出了一種將3個顏色通道合并為一幅灰度空域圖像進行消息嵌入的策略來改進基于彩色空域圖像的S-UNIWARD。實驗結(jié)果驗證了改進方向的合理性和改進方法的安全性。