基于数字水印的图像信息隐藏技术
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一
特点 ， 将特定信息隐藏在宿主信息 内（ 图像 ） 的方法。对 于图像信息隐藏技术而言 ， 可能的检测者或非法拦截者 ， 难以从公开图像信息中判断机密信息是否存在 ， 难以截获 机密信息 ， 从而能保证机密信息的安全。 信铜
、
密铜
全 问题 以及 版权问题 已成为 日益严重 的社会 问题 。为 了 保护信息 的安全和版权 ， 网上信息 活动 的正 常进行 ， 确保
秘密信 息
娃 信息
秘窿倍息 宿主信息
人们开始研究信息隐藏技术。信息隐藏是指在图像、 音 频、 视频等数字媒体信号中嵌入不可察觉的隐蔽数据， 把 机密信息隐藏在大量信息中不让对手发觉 的一种方法。 典 型技 术是 保护数字媒 体知识产权的数字水印 ， 它是将一 些标识 信息 （ 即数字水 印） 直接嵌 入数 字载 体 （ 包括文 档、 图片、 音乐等 ） 当中 ， 不影响原 载体 的使用价 值 ， 容易 也不
变换 域两种信息 隐藏数字水 印技术进行 了比较。
［ 关键词】 信息隐藏； 数字水印 ［ 中图分类号］ ｐ ９ ．１ ｒ ８ １４ ［ 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号］６３ ３７ （０２ Ｏ—ｏ ５—０ １ － ８８ ２ ｌ）１＿１２ ２ ７
随着科 技的发展和进步 ， 现代数 字技 术的发展把人们
一
［ 作者简介 ］ 吴加 富（９３ ， 济源职业技术学 院教 师； 真（９０ ， ， １８ 一） 男， 成艳 １７ 一）女 济源职业技 术学院教 师。
・
１ ２・ ５
４ 安全 性 （ｅ ｒ ） 隐 藏算 法 有 较 强 的抗 攻 击 能 ． ｓ ｕｉ 指 ｃ ｔ ｙ 力， 即它必须 能够承受一定 程度 的人为 攻击 ， 隐藏信 息 而
却不会被破坏 。 ５ 自恢复性 （ｄ —ｒｃｖｒ）由于 经过 一 些操 作或变 ． ｓ ｆ ｅｏｅｙ 换 后 ， 能会使 原图产生较 大 的破坏 ， 可 如果 只从 留下 的片
段 数据 ， 仍能恢 复隐藏信号 ， 恢复 过程 不需 要 宿主信 而且 号， 这就是所 谓的 自 复性 。 恢 ６ 可纠错性 （ｏ ｅｔｅ 为 了 证隐藏信息 的完 整性 ， ． ｃｒｃｖ） 保 ｒ ｉ 使其在经过各种操作和变换后仍能很好发恢复， 通常采取 纠错 编码方法 。 二、 图像信 息隐藏技术 信息隐藏的方法主要有隐写术 、 数字水 印技术、 可视 密 码 、 信 道 、 匿 协 议 等 。数 字 水 印 技 术 （ ｉ ｔ 潜 隐 Ｄｇａ ｉｌ Ｗａ ｒ ａ ｉ ） ｔｍ ｒ ｎ 是通过一定 的算 法将 一些 标志性 信息 嵌入 ｅ ｋｇ 到 多媒体 内容当 中， 不影 响原 内容的价值 和使 用 ， 但 也不 能被 人觉察到。随着数字水印技术 的发展 ， 字水印的应 数
２１ ０２年 １月
湖北成人教育学院学报
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＨｕ ｅ ｄ ｌ Ｅ ｕ ａｉｉ Ｉｓ ｔｔ ｏ ｒ ａ Ｂ ｉＡ ｕｔ ｄ ｃ ｔ ｌ ｎ ｔ ｕｅ ｏ Ｏ ｉ
Ｊｎ，２ ０ １２ ａ
Ｖｏ．１ Ｎ Ｏ １ １ ８ ．
第ｌ卷 ８
第１ 期
基 于数 字 水 印 的 图像 信 息 隐藏 技 术
［ 收稿 日期 ］０ １ ｌ １ ２ １ —１ 一 ０
体具有一致 的特性 。如具有 一致 的统 汁噪声 分布等 ， 以缸 渔非法拦截者无法判断是否有 隐蔽信息 。 ３ 透明性 （ｎｉ ｂ ｉ ） ． ｉ ｓ ｉｔ 利用 人类 视觉 系统 属性 ， 过 ｖ ｉ ｌｙ 经 系列隐藏处理 ， 目 使 标数据没有明显的降质现象， 而隐 藏的数据却无法为人所看见 。
带进了一个崭新的世界 ， 网络的快速发展、 个人计算机和 各种存储设 备的普遍应 用极大 的方便 了信息 的存 储 和传 播， 存放在服务器上 的文档 、 图片 、 音乐等 各种 资料可 以从 世界 的每一个 角落方便地下载 ， 电子 邮件 可以在瞬息 一份 间传遍全球。计算机网络所提供的多媒体通信的强大功 能 的确 为人们的生活提 供了极 大地便 利 ， 同时 ， 引入 了 也 些潜在的风险， 它们很容易被修改 。 数字产品的信息安
求 ， 技术具有 以下特性 ： 该 １鲁棒性 （ ｂｓ ｅｓ指不 因图像 文件 的某 种改 动而 ． ｒ ｕｔ ｓ） ｏ ｎ 导致 隐藏信息丢失 的能 力。这里 所谓 “ 改动 ” 包括传 输过
判断载体是否被篡改等目的， 它将在未来网络中保护信息
不 受破 坏方面起 到重要作用 。 图像信息隐藏 问题描述 图像信 息隐藏技术不 同于传统 的密码技术 ， 密码技术 主要研 究将 机密信息进行特殊的编码 ， 形成不 可识别的密
被人 的知觉系统 （ 视觉或 听觉系 统 ） 如 觉察 或 注意 到 ， 但 可 以被生产方识 别和辨 认。通过 这些 隐藏在载 体 中的信 息， 可以达到确认 内容创建者 、 者 、 隐秘信 息或者 购买 传送
图１ 信息隐藏系统模型 在图像信息隐藏过程中， 信息隐藏技术必须考虑正常 的信息操作所造成的威胁 ， 要使秘密资料对正常的数据 即 操作技术具有免疫 能力 。这种 免疫力 的关 键是要 使 隐藏 信息部分不易被正常的数据操作（ 如通常的信号变换操 作或数据压缩 ） 破坏 ， 入信 息后 ， 所 嵌 不会 弓起原 始载 体 Ｉ 发生可感知 的降质 。根 据 图像 信息隐 藏的 目的和技术 要
吴加 富 ， 成艳 真
（ 济源职业技术学 院 ， 南济源 ， ５００ 河 ４９０ ） 【 摘 要】 随着 网络和 多媒体技术 的发展 ， 数字 图像信息隐藏 已成 为信 息 隐藏 领域 中的热点研 究课 题 ， 本文先研 究 了 目前信息 隐藏与数 字水印领域 的问题 和技 术理论 ， 然后针 对图像数 字水 印的常 用算法做 了较 为深刻的分析 ， 并对 空域 和
一
、
程中的信道噪音、 滤波操作、 重采样、 有损编码压缩、 ／ ＤＡ
或 Ａ＼ Ｄ转换等 。 ２ 不可检 测性 （ ｎ ｅ ｃ ｂｌ 指 隐蔽 戡 涔与原始 载 ． ｕｄ ｔ ｔ ｉ￣） ｅａ ｉ
码形式（ 密文） 进行传递。图像信息隐藏技术主要研究如 何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的图像信息中， 然 后通过公开图像信息的传输来传递机密信息． 所以图像信 息隐藏技术是利用图像媒体本身所具有的信息冗余 ， 以及 人类感觉器官（ 眼睛） 对某些信息具有一定的掩蔽效应的
特点 ， 将特定信息隐藏在宿主信息 内（ 图像 ） 的方法。对 于图像信息隐藏技术而言 ， 可能的检测者或非法拦截者 ， 难以从公开图像信息中判断机密信息是否存在 ， 难以截获 机密信息 ， 从而能保证机密信息的安全。 信铜
、
密铜
全 问题 以及 版权问题 已成为 日益严重 的社会 问题 。为 了 保护信息 的安全和版权 ， 网上信息 活动 的正 常进行 ， 确保
秘密信 息
娃 信息
秘窿倍息 宿主信息
人们开始研究信息隐藏技术。信息隐藏是指在图像、 音 频、 视频等数字媒体信号中嵌入不可察觉的隐蔽数据， 把 机密信息隐藏在大量信息中不让对手发觉 的一种方法。 典 型技 术是 保护数字媒 体知识产权的数字水印 ， 它是将一 些标识 信息 （ 即数字水 印） 直接嵌 入数 字载 体 （ 包括文 档、 图片、 音乐等 ） 当中 ， 不影响原 载体 的使用价 值 ， 容易 也不
变换 域两种信息 隐藏数字水 印技术进行 了比较。
［ 关键词】 信息隐藏； 数字水印 ［ 中图分类号］ ｐ ９ ．１ ｒ ８ １４ ［ 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号］６３ ３７ （０２ Ｏ—ｏ ５—０ １ － ８８ ２ ｌ）１＿１２ ２ ７
随着科 技的发展和进步 ， 现代数 字技 术的发展把人们
一
［ 作者简介 ］ 吴加 富（９３ ， 济源职业技术学 院教 师； 真（９０ ， ， １８ 一） 男， 成艳 １７ 一）女 济源职业技 术学院教 师。
・
１ ２・ ５
４ 安全 性 （ｅ ｒ ） 隐 藏算 法 有 较 强 的抗 攻 击 能 ． ｓ ｕｉ 指 ｃ ｔ ｙ 力， 即它必须 能够承受一定 程度 的人为 攻击 ， 隐藏信 息 而
却不会被破坏 。 ５ 自恢复性 （ｄ —ｒｃｖｒ）由于 经过 一 些操 作或变 ． ｓ ｆ ｅｏｅｙ 换 后 ， 能会使 原图产生较 大 的破坏 ， 可 如果 只从 留下 的片
段 数据 ， 仍能恢 复隐藏信号 ， 恢复 过程 不需 要 宿主信 而且 号， 这就是所 谓的 自 复性 。 恢 ６ 可纠错性 （ｏ ｅｔｅ 为 了 证隐藏信息 的完 整性 ， ． ｃｒｃｖ） 保 ｒ ｉ 使其在经过各种操作和变换后仍能很好发恢复， 通常采取 纠错 编码方法 。 二、 图像信 息隐藏技术 信息隐藏的方法主要有隐写术 、 数字水 印技术、 可视 密 码 、 信 道 、 匿 协 议 等 。数 字 水 印 技 术 （ ｉ ｔ 潜 隐 Ｄｇａ ｉｌ Ｗａ ｒ ａ ｉ ） ｔｍ ｒ ｎ 是通过一定 的算 法将 一些 标志性 信息 嵌入 ｅ ｋｇ 到 多媒体 内容当 中， 不影 响原 内容的价值 和使 用 ， 但 也不 能被 人觉察到。随着数字水印技术 的发展 ， 字水印的应 数
２１ ０２年 １月
湖北成人教育学院学报
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＨｕ ｅ ｄ ｌ Ｅ ｕ ａｉｉ Ｉｓ ｔｔ ｏ ｒ ａ Ｂ ｉＡ ｕｔ ｄ ｃ ｔ ｌ ｎ ｔ ｕｅ ｏ Ｏ ｉ
Ｊｎ，２ ０ １２ ａ
Ｖｏ．１ Ｎ Ｏ １ １ ８ ．
第ｌ卷 ８
第１ 期
基 于数 字 水 印 的 图像 信 息 隐藏 技 术
［ 收稿 日期 ］０ １ ｌ １ ２ １ —１ 一 ０
体具有一致 的特性 。如具有 一致 的统 汁噪声 分布等 ， 以缸 渔非法拦截者无法判断是否有 隐蔽信息 。 ３ 透明性 （ｎｉ ｂ ｉ ） ． ｉ ｓ ｉｔ 利用 人类 视觉 系统 属性 ， 过 ｖ ｉ ｌｙ 经 系列隐藏处理 ， 目 使 标数据没有明显的降质现象， 而隐 藏的数据却无法为人所看见 。
带进了一个崭新的世界 ， 网络的快速发展、 个人计算机和 各种存储设 备的普遍应 用极大 的方便 了信息 的存 储 和传 播， 存放在服务器上 的文档 、 图片 、 音乐等 各种 资料可 以从 世界 的每一个 角落方便地下载 ， 电子 邮件 可以在瞬息 一份 间传遍全球。计算机网络所提供的多媒体通信的强大功 能 的确 为人们的生活提 供了极 大地便 利 ， 同时 ， 引入 了 也 些潜在的风险， 它们很容易被修改 。 数字产品的信息安
求 ， 技术具有 以下特性 ： 该 １鲁棒性 （ ｂｓ ｅｓ指不 因图像 文件 的某 种改 动而 ． ｒ ｕｔ ｓ） ｏ ｎ 导致 隐藏信息丢失 的能 力。这里 所谓 “ 改动 ” 包括传 输过
判断载体是否被篡改等目的， 它将在未来网络中保护信息
不 受破 坏方面起 到重要作用 。 图像信息隐藏 问题描述 图像信 息隐藏技术不 同于传统 的密码技术 ， 密码技术 主要研 究将 机密信息进行特殊的编码 ， 形成不 可识别的密
被人 的知觉系统 （ 视觉或 听觉系 统 ） 如 觉察 或 注意 到 ， 但 可 以被生产方识 别和辨 认。通过 这些 隐藏在载 体 中的信 息， 可以达到确认 内容创建者 、 者 、 隐秘信 息或者 购买 传送
图１ 信息隐藏系统模型 在图像信息隐藏过程中， 信息隐藏技术必须考虑正常 的信息操作所造成的威胁 ， 要使秘密资料对正常的数据 即 操作技术具有免疫 能力 。这种 免疫力 的关 键是要 使 隐藏 信息部分不易被正常的数据操作（ 如通常的信号变换操 作或数据压缩 ） 破坏 ， 入信 息后 ， 所 嵌 不会 弓起原 始载 体 Ｉ 发生可感知 的降质 。根 据 图像 信息隐 藏的 目的和技术 要
吴加 富 ， 成艳 真
（ 济源职业技术学 院 ， 南济源 ， ５００ 河 ４９０ ） 【 摘 要】 随着 网络和 多媒体技术 的发展 ， 数字 图像信息隐藏 已成 为信 息 隐藏 领域 中的热点研 究课 题 ， 本文先研 究 了 目前信息 隐藏与数 字水印领域 的问题 和技 术理论 ， 然后针 对图像数 字水 印的常 用算法做 了较 为深刻的分析 ， 并对 空域 和
一
、
程中的信道噪音、 滤波操作、 重采样、 有损编码压缩、 ／ ＤＡ
或 Ａ＼ Ｄ转换等 。 ２ 不可检 测性 （ ｎ ｅ ｃ ｂｌ 指 隐蔽 戡 涔与原始 载 ． ｕｄ ｔ ｔ ｉ￣） ｅａ ｉ
码形式（ 密文） 进行传递。图像信息隐藏技术主要研究如 何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的图像信息中， 然 后通过公开图像信息的传输来传递机密信息． 所以图像信 息隐藏技术是利用图像媒体本身所具有的信息冗余 ， 以及 人类感觉器官（ 眼睛） 对某些信息具有一定的掩蔽效应的