基于DCT域的数字隐写算法研究

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近年来计算机网络技术和多媒体技术等取得了快速进步和广泛应用,网络信息的安全和保护问题成为亟待解决的重要问题。数字隐写作为隐蔽通信的重要手段,近年来成为信息安全领域一个新的研究热点。数字隐写主要是通过隐藏通信过程的“存在”来保护通信的安全。本文分析了现有数字隐写的模型和分类,并从横向评价各数字隐写算法的角度出发,在研究了目前部分评价方法的基础上,组合了几种重要的数字隐写客观评价标准——隐藏容量、峰值信噪比和DCT系数直方图特性。本文研究了JPEG量化表和人类视觉模型,并引入了根据人类视觉模型定义的量化表,然后提出了一种隐写思路——将秘密信息隐藏在量化表中,而非DCT系数中,因此隐藏算法实现起来比较简单,快速。在提取秘密信息时,不需要向传统方式那样先进行熵解码来获取量化后的DCT系数,而是直接针对量化表提取秘密信息,因此该方法简单易行。实验结果表明,使用自定义量化表隐藏秘密信息,可以取得较好的峰值信噪比,能较好地保持DCT直方图特性,保证了隐写的安全性;但由于量化表容量决定了其只适合隐写少量信息。本文从提高隐写容量的角度出发,结合QTM算法对引入的量化表做调整,增加量化后的DCT域非零系数,提出了M_DCT算法。M_DCT算法主要思想是将中频系数适当减小,然后使用其量化DCT系数,量化后的DCT系数较原始DCT系数,中频域非0系数明显增加,在此基础上又提出嵌入规则在DCT域嵌入信息。实验结果表明,M_DCT算法在保持JPEG图像峰值信噪比和DCT直方图特性的基础上,隐藏容量有较大幅度的提高。
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