隐写的定量和定位分析是隐写分析技术研究的热点和难点。目前，隐写的定量和定位分析方面已有许多优秀的成果，但距离实际应用需求还存在很大差距。本文主要针对数字图像隐写的定量和定位分析中的若干关键问题展开研究，全文共七章，主要包括三个方面：一、背景知识及国内外研究进展方面。从应用背景和技术背景阐述了隐写的定量与定位分析的现实意义和理论价值；简要介绍了数字隐写和隐写分析的研究概况；详细阐述了图像隐写的定量与定位分析方面的研究进展，并分析指出了当前存在的一些主要问题。二、图像隐写的定量分析研究方面。针对MLSB(Multiple Least Significant Bits)替换隐写的低嵌入率估计问题，基于像素组间的转移关系，给出了TMLSB替换隐写(TypicalMLSB replacement)和IMLSB替换隐写(Independent MLSB replacement)的定量分析方法；针对MLSB替换隐写的高嵌入率估计问题，基于带权隐密图像，给出了IMLSB替换隐写和ID-MLSB替换隐写(Independent MLSB replacement with possible Differnent ratios)的定量分析方法；针对图像特征间差异的刻画问题，基于相对熵，给出了直方图类特征差异计算方法，且以该计算方法为基础，给出了基于相对熵度量直方图类特征差异的JPEG图像隐写的定量分析方法。其中：1.基于像素组跟踪的MLSB替换隐写的定量分析。首先，将图像用相邻像素组描述，基于MLSB替换隐写的像素组跟踪集和跟踪子集，给出了像素组间的转移关系；其次，基于两类对称掩码作用下像素组噪声水平的变化，指出了原始图像和隐密图像的一些统计特性；然后，基于上述像素组转移关系和图像统计特性，给出了TMLSB替换隐写和IMLSB替换隐写的定量分析方法。实验结果表明：所给出方法对低嵌入率的估计精度明显高于已有的定量分析方法。2.基于带权隐密图像的MLSB替换隐写的定量分析。首先，基于IMLSB替换隐写的带权隐密图像，给出了IMLSB替换隐写的定量分析方法，指出了基于带权隐密图像的IMLSB替换隐写和TMLSB替换隐写的定量分析方法间的关系；然后，基于ID-MLSB替换隐写的带权隐密图像，给出了ID-MLSB替换隐写的定量分析方法。实验结果表明：在嵌入率较大，尤其是接近1时，基于带权隐密图像的定量分析方法对嵌入率的估计误差明显小于现有典型的定量分析方法。3.基于相对熵度量直方图类特征差异的JPEG隐写定量分析。首先，基于两假设下的最优检验——似然比检验，给出了一种基于相对熵的直方图类特征差异计算方法；然后，基于该计算方法和机器学习的思想，给出了基于相对熵度量直方图类特征差异的JPEG隐写定量分析方法。实验结果表明：针对JSteg、F5、以及-F5和nsF5等改进的F5隐写，与典型的基于差值度量直方图类特征差异的JPEG隐写定量分析方法相比，基于相对熵度量直方图类特征差异的JPEG隐写定量分析方法对系数更改比率的估计误差要小得多，而且受系数更改比率的影响相对较小。三、图像隐写的定位分析研究方面。针对多幅嵌入路径相同的隐密图像，基于样本块选取和定量分析，给出了定位分析的一般方法；针对单幅TMLSB替换隐写的隐密图像，基于带权隐密像素，分析了TMLSB替换隐写的性质，给出了基于最小和子序列的顺序TMLSB替换隐写的定位分析方法；最后，结合碰撞攻击的思想，给出了基于定位分析的隐写密钥还原方法。其中：1.基于样本块选取和定量分析的定位分析。针对多幅嵌入路径相同的隐密图像，首先，将待判定位置是否隐密的判定问题转化为待判定位置的嵌入率估计问题；其次，基于样本块选取，给出了待判定位置中的嵌入率估计方法；然后，根据待判定位置中的定量分析结果，给出了定位分析的一般方法；最后，以该一般方法为基础，给出了多个LSB替换隐写和TMLSB替换隐写的定位分析算法。理论分析和实验结果表明：给出的一般方法不仅将Ker的LSB替换隐写的定位分析算法纳入其中，而且能够用于TMLSB替换隐写的定位分析；此外，随着嵌入路径相同的隐密图像的增多，根据该一般方法设计的定位分析算法对嵌入位置的定位准确率将得到大幅度提高。2.基于最小和子序列的TMLSB替换隐写的定位分析。针对单幅TMLSB替换隐写的隐密图像，首先，分析并指出了将带权隐密图像的思想应用于TMLSB替换隐写的定位分析须要解决的问题；在此基础上，分析了基于带权隐密像素的TMLSB替换隐写的性质；然后，基于该性质，将顺序TMLSB替换隐写的起止位置估计转化为最小和子序列的寻找问题，给出了基于最小和子序列的顺序TMLSB替换隐写的定位分析方法。实验结果表明，所给出方法能够以较高的精度估计出顺序TMLSB替换隐写的隐密像素起止位置。而且，该方法还将Ker和B hme的顺序LSB替换隐写的隐密像素起止位置估计算法纳入其中，适用范围更广。3.基于定位分析的隐写密钥还原。首先，基于碰撞攻击的思想，给出了基于定位分析的隐写密钥还原方法；其次，基于二项分布的正态近似，分析了取伪率、弃真率、嵌入率、定位分析的准确性等若干因素对隐写密钥还原的影响；然后，结合基于改进WS(Weighted Stego Image)的LSB替换隐写的定位分析算法和基于l-WS的TMLSB替换隐写的定位分析算法，分别给出基于改进WS的LSB替换隐写的密钥还原算法和基于l-WS的TMLSB替换隐写的密钥还原算法。实验结果表明，本文方法不仅在隐写密钥还原的正确率和速度方面得到了明显改善，而且能够结合定位分析方面的研究结果对更多隐写的密钥进行还原。最后，对全文工作进行了总结，并对下一步的研究方向进行了展望。