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信息隐藏技术是指将隐秘信息藏在其他载体中,透过载体的传输进行隐秘信息的传递。随着计算机和通信网技术的发展与普及,信息隐藏技术受到越来越多的关注,但多被应用于数据保密、版权保护、防伪和防篡改等安全领域。本文认为,信息隐藏技术可以成为一种有效的通信方式,利用其融合了多种媒介的特点,实现以较小的信息量同时传输多种媒介,增加通信方式的多样性。
基于上述观点,本文对彩色图像中嵌入语音信息的方案进行了研究,重点研究了向彩色图像中嵌入语音的大容量信息隐藏算法设计。
本文的主要工作特色如下:
(1)针对目前DCT域大容量信息隐藏算法较少的现状,提出了一种在彩色BMP图像内实现大容量信息隐藏技术的算法。该算法采用DCT域,将抖动调制DM算法扩展为非线性多比特抖动调制NLMB-DM算法,从而在彩色BMP图像内实现高达6.5bpp的嵌入率,同时得到的图像质量很高,峰值信噪比PSNR值保持在45以上,提取信息的质量也很高,误比特率较小。
(2)在NLMB-DM算法基础上,提出了两种在彩色BMP图像内实现自适应大容量信息隐藏的算法,分别借鉴了合理抖动调制RDM的思想和Watson视觉感知模型。实验证明,这两种算法可以实现更大的嵌入容量,并且由于其随图像特征自适应嵌入的特点,得到的图像质量更好。
(3)为了在彩色JPEG图像隐藏信息,提出了一种可以抵抗JPEG压缩的抖动调制信息隐藏算法。该算法提出了在JPEG量化之前进行抖动调制的条件,即信息隐藏采用的量化步长△<,q>与JPEG压缩采用的量化步长△<,J>需满足△<,J>/2<△<,q><△<,J>的关系,嵌入信息才能够正确提取。通过与其他算法比较,证明该算法具有较大的嵌入容量,嵌入率达0.23bpp,同时有效提高了不可感知性能。
(4)提出了一种使用AES加密算法和纠错编码的安全方案。采用高级加密标准AES对嵌入信息进行加密,保护秘密信息:采用Hamming循环码对AES加密结果进行纠错编码,防止信息提取错误导致AES解密错误。通过测试,证明该安全方案可以有效保护秘密信息,同时保证通信双方可以正确提取信息。
(5)实现了一个向彩色图像中嵌入语音信息的简单系统,进一步证明了向彩色图像中嵌入语音的方案的可行性。