發(fā)布時(shí)間：2021-07-06 16:54

　　隨著數(shù)字多媒體與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,數(shù)字多媒體的復(fù)制、存儲(chǔ)與傳播得到了廣泛的應(yīng)用,例如:文本、音頻、圖像和視頻等。這給人們的日常生活、工作和學(xué)習(xí)帶來了極大的便利。但科技是一把雙刃劍,帶來便利的同時(shí)也帶來一系列問題,如隱私泄漏、信息篡改以及版權(quán)侵犯等。為了解決上述問題,研究者們提出了可逆信息隱藏（Reversible Data Hiding,RDH）算法。該算法中的發(fā)送方將秘密信息嵌入到載體信號(hào)時(shí),不會(huì)造成載體信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。對(duì)于接收方,不僅能準(zhǔn)確的提取秘密信息又能無(wú)損的恢復(fù)載體信號(hào)。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景,本論文分別提出并設(shè)計(jì)了明文與密文兩種以數(shù)字圖像為載體的RDH算法。主要的創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.基于圖像紋理特征的空域明文RDH載體信號(hào)選擇策略針對(duì)現(xiàn)有明文RDH算法存在載密圖像質(zhì)量較低的問題,論文提出了一種基于圖像紋理特征的空域明文RDH載體信號(hào)選擇策略。該方法首先將載體圖像分為大小相等的塊,然后分別計(jì)算每個(gè)塊的熵、能量、對(duì)比度、同質(zhì)性和均方差五個(gè)參數(shù),并分別為上述五個(gè)參數(shù)設(shè)置對(duì)應(yīng)的權(quán)重。最后根據(jù)嵌入容量的大小,設(shè)置合適的閾值T并選擇出相對(duì)平滑的塊進(jìn)行信息嵌入。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,所提方法能夠... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試圖像:(a)Le

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文23方在提取信息時(shí)，首先解壓二維矩陣R，然后根據(jù)R得到已嵌入秘密信息的塊并進(jìn)行秘密信息的提齲2)秘密信息的提取過程:首先接收方需要將載密圖像I’分為大小為s1×s2的塊。然后據(jù)二維矩陣R得到已嵌入秘密信息的塊并分別從左上角以光柵掃描順序掃描塊內(nèi)和塊間的像素。最后根據(jù)文獻(xiàn)[29-32]中提取算法進(jìn)行秘密信息提取與圖像恢復(fù)。秘密信息的具體提取過程包含四個(gè)步驟：步驟一：分別利用文獻(xiàn)[29-32]中的方法計(jì)算載密圖像I’的預(yù)測(cè)值xp’;步驟二：用載密圖像的像素值x’減去對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值xp’，得到預(yù)測(cè)誤差e’;步驟三：根據(jù)二維矩陣R得嵌入秘密信息的塊；步驟四：分別利用文獻(xiàn)[29-32]中提取算法進(jìn)行秘密信息提取與圖像恢復(fù)。3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析在這一部分中，3.4.1首先展示了使用Matlab軟件復(fù)現(xiàn)了Tsai等人[29]、Chen等人[30]、Lu等人[31]和Jung[32]所提方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)分別展示了所提策略與Tsai等人[29]、Chen等人[30]、Lu等人[31]和Jung[32]算法結(jié)合時(shí)載密圖像的PSNR。為了驗(yàn)證在相同的嵌入容量下，圖像的分塊大小對(duì)載密圖像質(zhì)量的影響，3.4.2節(jié)討論了在相同的嵌入容量和不同分塊大小情況下的載密圖像PSNR。最后，3.4.3節(jié)討論了閾值T對(duì)載密圖像PSNR的影響。論文分別使用PSNR評(píng)價(jià)載密圖像的質(zhì)量，ER衡量可逆信息隱藏的嵌入容量。如圖3.2所示,論文以四張標(biāo)準(zhǔn)的512×512的灰度測(cè)試圖像：Lena,Boat,Plane和Tiffany為例驗(yàn)證所提方法的優(yōu)越性。(a)Lena(b)Boat(c)Plane(d)Tiffany圖3.2標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試圖像:(a)Lena(b)Boat(c)Plane(d)TiffanyFig3.2Standardtestimages:(a)Lena(b)Boat(c)Plane(d)Tiffany

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文39介紹實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析。圖4.10測(cè)試圖像:(a)Airplane(b)Lena(c)Man(d)Jetplane(e)Baboon(f)TiffanyFig4.10Testimage:(a)Airplane;(b)Lena(c)Man(d)Jetplane(e)Baboon(f)Tiffany4.4.1算法的性能分析1）所提方法的可逆性：為了證明所提方法可以無(wú)損地重建原始圖像，如圖4.11所示，我們以Lena圖像為例論證所提方法的可逆性。圖4.11(a)是原始圖像I，圖4.11(b)是原始圖像I經(jīng)過加密密鑰Ken處理后得到加密圖像Ie。圖4.11(c)是嵌入率為3.0750bpp的標(biāo)記加密圖像Ies。由于所提方法可以分開執(zhí)行附加信息提取和重建原始圖像的操作，即數(shù)據(jù)加密密鑰Kd只加密附加信息，與圖像的加密過程無(wú)關(guān)，所以僅使用圖像加密密鑰Ken就可以重建原始圖像。圖4.11(d)是重建后的圖像，它的PSNR值接近+∞，SSIM的值等于1。為了進(jìn)一步證明所提方法的可逆性，表4.1展示了所提方法在三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)[57-59]上的可逆性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表中數(shù)據(jù)顯示重建后的圖像PSNR接近+∞,SSIM的值等于1。因此驗(yàn)證了所提方法可以無(wú)損地重建原始圖像。(a)(b)(c)(d)圖4.11所提方法生成Lena四個(gè)階段的圖像：(a)原始圖像(b)加密圖像(c)載密圖像(d)重建圖像Fig4.11ImagesofLena’sfourphasesgeneratedbytheproposedmethod:(a)originalimage(b)encryptedimage(c)markedencryptedimage(d)reconstructedimage2）所提方法的凈嵌入容量：本節(jié)分別在六張灰度測(cè)試圖像和三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)[57-59]中展示了所提方法凈ER。表4.2展示了六張測(cè)試圖像的8個(gè)位平面壓縮前后的比特流長(zhǎng)度。從表中可以看出，六張測(cè)試圖像的第8個(gè)位平面均沒有進(jìn)行壓縮，其他7個(gè)位平面的壓縮程度由低位到高位逐漸增加。一方面這是由于第8個(gè)位平面記錄的是預(yù)測(cè)誤差的正負(fù)


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