《基於光學技術的圖像隱藏及分析關鍵技術研究》是依託重慶大學，由桑軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於光學技術的圖像隱藏及分析關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：桑軍
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
光學圖像隱藏系統利用光學信息處理系統的高處理速度、高並行度、高加密維度的特性實現圖像隱藏，具有其獨特優勢。然而，已有的光學圖像隱藏系統通常未考慮其安全性，且與數字圖像技術的結合尚有不足。本項目採用虛擬光學思想，以數字模擬方式，針對光學圖像隱藏，特別是基於雙隨機相位編碼（DRPE）和數字全息術的光學圖像隱藏系統關鍵技術展開研究。結合數字圖像隱藏領域的隱寫分析技術，並針對光學圖像隱藏系統特點，研究相應的光學圖像隱藏系統隱蔽性分析方法，為光學圖像隱藏系統性能分析提供有力的支持；利用已有的針對光學加密系統的攻擊手段，研究針對光學圖像隱藏系統的提取攻擊，其結果可用於指導系統的安全性分析和改進；研究結合數字圖像隱藏方法、分數階Fourier變換和聯合變換相關加密系統（JTC）的新型光學圖像隱藏系統，進而實現多圖像隱藏。通過基於數字模擬的理論研究和分析，將為光學圖像隱藏的實際套用提供重要參考。
結題摘要
信息隱藏是當前信息安全領域的熱點研究方向。本項目採用“虛擬光學”思想，以數字模擬方式，針對基於光學技術的圖像隱藏及分析關鍵技術展開研究，取得了如下研究成果：（1）提出了基於雙隨機相位編碼（DRPE）技術的秘密文本信息加密和隱藏技術。將秘密文本信息轉化為類似於圖像的二維矩陣形式，並對於轉化得到的二維矩陣採用DRPE技術進行加密編碼後，隱藏到宿主圖像中。通過合理選擇秘密文本信息的轉換方式以及嵌入宿主圖像時的疊加係數，可以準確或幾乎完全準確地恢復秘密文本。該技術可以很好地利用光學信息處理系統的優勢，提高秘密文本信息傳輸的安全性，擴展了光學信息隱藏技術的套用領域。（2）提出了結合DRPE技術和LSB替換的圖像隱藏技術。結合光學圖像隱藏技術和數字圖像隱藏技術，在基於DRPE技術的圖像隱藏算法的基礎上，套用LSB替換秘密圖像高位值，在保持隱藏容量和隱密圖像質量不變的前提下，顯著提高了秘密圖像的恢復質量，可用於對於隱密圖像質量要求也較高的情況下，儘可能提高恢復的秘密圖像的質量。（3）提出了基於DRPE技術的圖像隱藏算法的提取攻擊方法。通過使用一個疊加係數近似表達實際的疊加係數從隱秘圖像中近似提取隱藏的編碼圖像，然後套用選擇明文攻擊方法，恢復用於DRPE編碼加密的隨機相位板，成功地實現了針對基於DRPE技術的圖像隱藏算法的提取攻擊。（4）分析了基於DRPE技術的多水印生成算法性能。針對一種基於DRPE技術的多水印生成算法進行了性能分析。指出該算法雖然可以從一個參考水印生成多個嵌入水印，有利於盜版跟蹤。但由於存在計算誤差以及各種圖像處理手段，使得恢復水印可能與相應的嵌入水印不同，從而導致錯誤識別嵌入水印。（5）提出了基於級聯疊代Fourier變換的圖像隱藏算法。由於DRPE技術可能受到密碼分析的攻擊，使得其存在安全性問題。採用級聯疊代Fourier變換算法生成嵌入水印，提高了水印的安全性。（6）研究了基於計算智慧型的信息隱藏技術。提出了在DCT變換域套用粒子群最佳化算法（PSO），並改進了採用PSO最佳化的JPEG壓縮域隱藏算法，提高了隱藏容量和隱密圖像的質量。對於最佳化光學信息隱藏技術具有指導意義。（7）研究了並行計算方法。分別研究了基於Erlang的多核並行計算方法和基於並行計算架構CUDA的並行計算方法，為在數字計算機中更好地模擬光學並行處理過程，提高計算效率奠定了基礎。
