随着计算机网络技术和多媒体技术的飞速发展,互联网上产生了大量的多媒体资源。多媒体信息的分享和传播在人们日常生活中的应用日益广泛,它在给人们带来巨大便利的同时也引发一系列的安全隐患和问题。尤其是如何保护多媒体信息的安全,这已经成为当前研究人员重点关注的一个问题。针对这一个问题,研究人员最先引入加密技术来保护多媒体信息,确保只有合法的接收者才能访问加密的多媒体信息。考虑到加密数据可能引起监听者的注意从而实施攻击,研究人员又提出了信息隐藏技术。信息隐藏技术将秘密信息嵌入到多媒体载体中,由于嵌入操作并不改变多媒体的视听特性,因此不会引起监听者的注意,从而实现信息的安全传递目的。根据数据类型的不同,信息隐藏技术可分为文本信息隐藏、图像信息隐藏、视频信息隐藏和音频信息隐藏等技术。本文主要研究图像信息隐藏技术。在深入分析当前图像信息隐藏技术的基础上,本文利用数据插值理论来研究图像信息隐藏技术,提出了一种基于插值技术和参考矩阵的图像信息隐藏算法,以及设计了面向密文图像的随机插值方法及信息隐藏方案,有较好的隐藏性能。论文的主要研究结果如下。(1)提出基于插值技术和参考矩阵的图像信息隐藏算法该算法利用数据插值技术生成插值图像,在数据嵌入过程中,借助参考矩阵来修改插值像素的像素值从而实现信息隐藏。由于嵌入过程不修改原图像的像素,因此该算法不但能正确提取秘密信息,而且还可以实现完整恢复原图像的目的。具体而言,在嵌入数据时,先用线性插值方法对输入图像进行插值,生成一幅插值图像;然后对插值图像进行不重叠分块,分块大小为2×2;用每个块的像素构造3个像素对,以平面坐标点的形式将这3个像素对映射到参考矩阵中;最后根据待嵌入秘密信息和参考矩阵来修改纵坐标所对应的像素值,实现信息嵌入。在提取信息时,用相同方法对载密图像进行不重叠分块,用每个块的4个像素构造3个像素对,然后将这3个像素对映射到参考矩阵,最后根据像素对所对应的坐标值来完成秘密信息提取。由于嵌入过程仅修改插值像素,因此对载密图像进行下采样,提取非插值像素即可完整恢复输入图像。大量实验结果表明,该算法具有较大的嵌入容量和较好的视觉质量并可以准确恢复输入图像。(2)设计面向密文图像的随机插值方法及信息隐藏方案常用图像加密算法计算得到的密文图像的直方图具有近似均匀分布的特性。将传统数据插值方法应用到密文图像,所得到的插值图像的直方图并不是近似均匀分布。如果利用这些插值图像作为载体进行加密域信息隐藏,可能会引起监听者的注意从而降低信息隐藏系统的安全性。为此,本文针对密文图像,研究和设计了一种随机插值方法。该方法能够保证密文图像的插值结果的直方图保持近似均匀分布,从而确保载体图像的安全性。在此基础上,本文设计了一种加密域的信息隐藏方案。具体而言,在嵌入数据时,先根据加密密钥对原始图像进行加密操作,生成一幅密文图像,然后利用本文提出的随机插值方法生成密文图像的插值图像,最后将秘密信息随机嵌入到插值像素中。在提取数据时,根据随机嵌入规则,直接从插值像素中提取比特完成信息提取。在恢复图像时,对载密图像进行下采样,提取非插值像素即可完整恢复出密文图像。实验结果表明本文的随机插值方法有较好的安全性,所设计的加密域的信息隐藏方案有较大的嵌入容量。