《廣義隱寫編碼與多載體安全隱寫研究》是依託上海大學，由張新鵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：廣義隱寫編碼與多載體安全隱寫研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張新鵬
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
數字隱寫領域的新學術問題不斷湧現，本項目將從三方面開展前沿的隱寫研究。首先突破二、三元隱寫編碼的局限，發展廣義隱寫編碼方法：基於分層機制構造適合於動態調整範圍的隱寫編碼，失真－嵌入率性能接近理論極限；在統計約束條件下實施隱寫編碼，既降低隱寫失真又保證統計特性無異常。其次發展安全的多載體批量隱寫方法以對抗聯合分析和信道干擾：求解秘密信息在不同載體的最佳分配方式，保證多載體統計特性分布無異常；將秘密信息分解隱藏於多個載體，由部分含密載體即可提取全部秘密信息；在統一框架下融合數據分解、糾錯編碼與隱寫編碼三種機制，同時保證多載體批量隱寫的穩健性和隱蔽性。最後推動隱寫安全性理論發展：定量分析多種統計特徵和統計模型的相關性和互補性，建立包含多種特徵及相互關係的完備特徵系統，評估多載體隱寫系統的安全性；考慮隱寫編碼可降低數據修改量，研究隱寫編碼安全嵌入容量。項目成果對國家安全和信息安全有重要意義。
結題摘要
本項目開展廣義隱寫編碼和多載體安全隱寫研究，對信息安全有重要意義。在廣義隱寫編碼方面取得了一系列重要成果：基於多層結構的高效濕紙編碼嵌入方法，將載體數據的多層結構中引入均衡修改策略儘可能利用可變數據密集區負載秘密信息，既不改動不可變數據又提高了嵌入效率，增強了隱寫安全性；適合於載體數據較大幅度改變的隱寫編碼方法，利用數據多進制表示和格線編碼機制突破了二、三元嵌入的限制，可承載較大嵌入量，並可生成一族優異的高效隱寫編碼方法，性能接近理論界；基於多叉樹結構的隱寫編碼方法等。提出了多載體批量隱寫機制，與隱寫編碼技術相結合可進一步提高統計隱蔽性，並可對抗信道不穩定引起的數據丟失情況，僅獲得部分含密載體也可恢復秘密信息。在安全隱寫方法方面取得多項成果：為對抗主流的隱寫分析方法，綜合考慮DCT係數的塊內殘差、塊間殘差以及係數值三方面因素設計了新的隱寫失真代價函式，利用STC將秘密信息嵌入到JPEG圖像中，使得含密圖像的失真代價總和最小，達到安全隱寫的目的；基於VLC映射思想提出在JPEG比特流中進行信息嵌入的無損隱藏方法，保存檔案尺寸的同時提高了嵌入容量，且視覺質量並無下降；以及基於局部特性的自適應安全隱寫方法等。隱寫分析方面的主要成果如下：基於高維特徵與貝葉斯集成分類進行JPEG隱寫分析，根據DCT係數差分之間具有弱相關性設計了7850維差分共生矩陣特徵，與非差分共生矩陣特徵共同構成隱寫分析特徵，依據不同子分類器的準確度對所有子分類器的判決結果進行貝葉斯集成最佳化，顯著提升隱寫分析準確率；設計了隱寫分析高維特徵的融合規則，在降低維數的同時提高檢測性能，有效擊破當前主流的隱寫方法；提出基於YCbCr顏色空間的彩色JPEG圖像通用隱寫分析方法， Markov特徵、擴展DCT特徵以及共生矩陣特徵構成通道內特徵，Y通道和Cb、Cr通道之間的差分特徵構成通道間特徵，由通道內特徵和通道間特徵分別構成子分類器，融合兩類子分類器得到具有最佳檢測性能的集成判決結果。另外，提出基於參考量共享機制的數字水印方法，可實現圖像的篡改定位和內容恢復，並利用壓縮感知和集成重構技術設計具有靈活自恢復質量的數字水印方案；還提出密文圖像中的可逆信息隱藏方法、可分離的密文域可逆信息隱藏方法、密文圖像的有損壓縮和可分級編碼方法，推動了密文域信號處理的發展。
