《自適應圖像隱寫的失真函式與嵌密位置研究》是依託湖南大學，由廖鑫擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自適應圖像隱寫的失真函式與嵌密位置研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：廖鑫
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於圖像內容特徵的自適應圖像隱寫已成為信息隱藏領域的一項重要技術，其研究重點是合理設計失真函式和選擇嵌密位置以實現安全隱寫。若僅以失真最小化為目標選擇嵌密位置，易被已知失真函式的攻擊者獲取位置信息，對隱寫安全性構成潛在威脅。現有失真函式尚未較好地反映圖像像素髮生嵌入修改時的相互作用，以及隱寫容量對嵌入失真的影響。針對上述問題，本項目以提高隱寫安全性為目的展開深入研究。具體包括：(1) 構建反映嵌入修改相互作用的差分複雜度矩陣，建立定量刻畫隱寫容量影響的最最佳化模型，解決非加性失真函式設計問題。(2) 以失真函式完全公開化為背景，建立自適應圖像隱寫博弈模型，提出滿足納什均衡的隱寫策略。(3) 提出失真函式的安全約束和嵌密位置的選擇策略，設計滿足嵌入失真最佳化和嵌密位置掩蔽的安全自適應圖像隱寫方案。本項目有望擴展自適應圖像隱寫的研究領域，為隱寫術在軍事和商業等高機密領域上的隱秘通信套用提供理論支撐。
結題摘要
本項目屬於多媒體信息安全領域，致力於研究自適應圖像隱寫實際套用中亟需解決的失真函式合理設計和嵌密位置安全選擇。課題組主要研究了基於失真函式的自適應圖像隱寫方案設計、自適應圖像隱寫的博弈論模型、嵌密位置的選擇策略、加密圖像以及彩色圖像的信息隱藏技術。研究成果豐富了自適應圖像隱寫的基礎理論與方案設計，有效提高了自適應圖像隱寫安全性，擴展了圖像隱寫的研究領域。 在本項目的資助下，課題組共發表學術論文19篇（項目負責人為第一/通信作者14篇），其中包括SCI論文12篇，CCF 推薦學術會議論文3篇，國內權威期刊1篇。培養了6名研究生，參與國際國內學術會議13人次，邀請國內外專家來校講學2人次，取得了預期的研究成果。 取得的主要研究成果包括：（1）提出一種針對圖像空間域像素關係的自適應圖像隱寫設計通用框架；構造了一種基於三維立體參考表的圖像隱寫算法；設計了一種聚合DCT係數塊間的嵌密修改方向的策略；提出了兩種多載體圖像隱寫的嵌密策略。上述成果實現了以最佳化嵌入失真和掩蔽嵌密位置為雙重目標的自適應圖像隱寫方案。（2）設計了一種基於博弈論的失真函式以及相應的隱寫方案；建立混合策略博弈模型刻畫隱寫者和攻擊者的博弈對抗關係。上述成果為安全自適應圖像隱寫提供了基礎理論依據。（3）利用取整函式對圖像像素值進行置亂預處理；通過系統參數控制和Arnold變換設計了隨機非滿嵌操作；引入多進制來動態修改單位像素塊的待嵌密信息；利用補丁分塊增強各子塊圖像的動態嵌密相關性。上述成果解決了現有研究僅以嵌入失真最小化為目標選取嵌密位置所造成的信息泄露問題。（4）提出一種基於多維度圖像平滑度計算方法的密文域信息隱藏算法；結合壓縮感知技術和DFT變換提出了一種密文域信息隱藏算法；設計了基於興趣區域的加密醫學圖像數據隱藏方案。上述成果實現了將自適應隱寫思想引入到加密圖像。（5）通過預測彩色圖像不同通道的失真度量分布和像素修改位置，分別提出了內容自適應的彩色圖像隱寫和隱寫分析方法；提出了一種基於增大通道間修改機率的容量分配策略。上述成果對基於失真函式的彩色圖像信息隱藏研究具有重要的指導意義。
