高保真的可逆信息隐藏

【摘要】随着因特网和多媒体信息技术的发展,存储、修改和传播数字多媒体信息(文本、音频、图像、视频等)变得越来越容易。人们可以很容易地下载这些多媒体信息,并加以修改和发布。这不仅损害了版权所有者的合法权益,也会引发关乎国家安全、企业机密和个人隐私等一系列信息安全问题。信息隐藏是一种隐蔽通信、版权保护和内容完整性认证的有效技术手段。近年来提出的可逆信息隐藏技术能够将特定信息嵌入到载体,并允许合法用户在提取该信息后无失真地恢复出原始载体,因而在军事、医学、司法等对图像内容敏感的领域受到了广泛关注。本论文以高保真的可逆信息隐藏技术为主要研究内容,探讨在给定嵌入容量的情况下如何更有效地减少嵌入失真,提升图像视觉质量。论文取得的主要创新性研究成果包括：1.提出了一种基于可自适应选择预测误差直方图的高容量可逆信息隐藏方法。该方法设计了两种预测器,通过参数调节得到不同的预测误差直方图。对比上层嵌入,自适应地得到当前嵌入层的最优预测误差直方图,使得像素补偿的收益最大化。实验结果表明该方法在高嵌入率情况下的图像质量明显优于基于直方图移位的传统方法。2.提出了一种基于偏微分方程预测器的可逆信息隐藏方法。偏微分预测器能够根据图像的局部相关性迭代更新得到最优预测值。在每一次迭代中,通过计算当前预测值在上下左右四个方向上的梯度,来自适应地分配权重,因而预测更准确。实验结果表明在同等嵌入率下该方法带来的失真更小。3.提出了一种基于非局部均值预测的可逆信息隐藏方法。通过全局地利用图像的自相似性来提升像素预测的准确性,不仅能在图像平滑区准确预测,也能在纹理区取得较好效果。实验结果表明,该方法对于自然图像尤其是纹理图像可取得更好的嵌入性能。4.提出了一种基于像素值排序的可逆信息隐藏方法。以像素块为基本嵌入单元,利用块内像素值的大小顺序在信息嵌入前后保持不变这一特性,将图像的嵌入划分了多个层级。通过容量划分和像素选择技术,根据容量自适应地在不同类型的像素块嵌入信息,得到最优的嵌入效果。实验结果表明该方法在小嵌入容量下对图像的改动更小。5.提出了一种基于二维直方图的可逆信息隐藏框架。利用预测误差间的相关性,将邻近的两个预测误差作为嵌入单元来设计一种二维的可逆嵌入方案,并给出了多个新的、更有效的二维可逆映射,理论证明了该方法的优越性。实验结果表明该方法明显优于当前主流的可逆信息隐藏方法。
【作者】欧博；
【导师】赵耀；
【作者基本信息】北京交通大学，人机交互，2014，博士
【关键词】可逆信息隐藏；高保真；预测误差扩展；预测误差直方图；自适应嵌入；

【参考文献】
[1]余佳超.水声通信中基于SC-FDE系统的自适应均衡技术研究[D].厦门大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[2]陆万流.鞍结节脑膜瘤显微手术治疗后视力预后的相关因素分析[D].广西医科大学,神经外科（专业学位）,2013,硕士.
[3]贺元凯.多偏移距VSP的动校正与归位叠加[J].石油地球物理勘探,1986,05:558-562.
[4]赵敢.中国商业银行金融产品创新研究[D].北京交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[5]郭根明.信息技术与高中物理概念教学有效整合的模式、方法及案例研究[D].东北师范大学,信息教育技术,2012,硕士.
[6]徐培鑫.基于四阶累积量极性迭代自适应时延估计算法的研究[D].长春工业大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[7]孟凡娜.AlGaN沟道异质结材料与器件研究[D].西安电子科技大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[8]纪现华.西藏纳如松多铅锌矿床地质地球化学特征与成因机制研究[D].中国地质大学（北京）,矿物、岩石、矿床学,2013,硕士.
[9]师伟.我国网络交易中消费者公平交易权保护的法律对策[D].四川省社会科学院,法律（专业学位）,2014,硕士.
[10]罗杨.网络与应用相融冲突检测技术的研究与实现[D].北京航空航天大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[11]王健.大量程脉冲变换电路测试系统的研制[D].西安理工大学,电气工程,2003,硕士.
[12]陈靖.汉语互动交际中笑的语用功能：会话分析的视角[D].福建师范大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[13]唐文.法条有限与事情无穷的困惑与魅力[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[14]李利军.基于PLC的光机电一体化实训系统设计[D].郑州大学,控制理论与控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[15]曹应刚.色纺纱计算机配色系统的应用性能及夹花评价[D].浙江理工大学,纺织工程（专业学位）,2012,硕士.
[16]李明河,姜鹏.马钢港务原料场混匀取制样控制系统的改造[J].冶金自动化,2002,02:66.
[17]潘芹芹.产业集聚与出口贸易的互动机制研究[D].安徽大学,国际贸易学,2013,硕士.
[18]赵立军.厨余垃圾组份分选装置及关键部件研究[D].东北农业大学,农业机械化工程,2013,硕士.
[19]刘利珍.言语行为理论下励志演讲的言外之力的实现方式研究[D].内蒙古大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[20]赵建伟,赵山,芦小玉,刘雅洁.淮河源头水资源的可持续利用研究[J].中国水利.2003(04)
[21]宋亮.M风电场项目经济及社会效益评价[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[22]李曼.拟南芥转录因子AtMYB44在细菌信号分子-N酰基高丝氨酸内酯调控根生长中的作用[D].河北工业大学,生物化工,2013,硕士.
[23]熊忠华,李元淑.几种新的信息处理技术在图书馆管理中的应用[J].重庆图情研究,2005,02:48-51.
[24]李光玉.焦炉加热微机控制效果好[J].冶金自动化,1997,01:10.
[25]韩存武,袁少强,马晓军,文传源.一类非最小相位非线性系统的直接自适应控制[J].自动化学报,1996,06:755-757.
[26]张佳.吉非替尼微丸胶囊的制备与质量研究[D].湖北工业大学,轻工技术与工程（专业学位）,2013,硕士.
[27]李金昌.论当前统计研究的重要问题[J].浙江统计,2003,01:17-19.
[28]孙玉兵,王奇,陈长伦,谭小丽,王祥科.Eu(Ⅲ)在氧化石墨烯表面的作用机理[A].中国核学会核化学与放射化学分会、中国化学会核化学与放射化学分会.第十一届全国核化学与放射化学学术讨论会论文摘要集[C].中国核学会核化学与放射化学分会、中国化学会核化学与放射化学分会:,2012:1.
[29]刘萍.蛋清制氧还原反应电催化剂的研究[D].重庆大学,2013.
[30]范笑颖.地面综合测试设备[D].河北大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[31]夏海霞.人民币汇率对我国CPI传递效应的实证分析[D].江西财经大学,金融学,2013,硕士.
[32]贾国森.我国城市商业银行并购模式及效率研究[D].山东财经大学,金融学,2012,硕士.
[33]邢伟,张庆灵,王启义,刘会立.广义系统状态反馈H_∞控制的一个条件[J].控制与决策,2001,02:219-221+225.
[34]朱华清.极低频脉冲电场刺激对原代培养神经细胞的生化和生理功能的影响[D].华东师范大学,生物化学与分子生物学,2004,硕士.
[35]徐沁同.应用拉曼光谱和超光谱成像技术识别周围神经纤维及神经束功能性质和显微结构的研究[D].复旦大学,外科学,2013,博士.
[36]冉剑.超现实主义绘画在平面设计中的运用研究[D].湖南科技大学,美术学,2013,硕士.
[37]江海昇.基于一体化标识网络的多宿终端关键技术研究[D].北京交通大学,2011.
[38]刘志硕,申金升,柴跃廷.基于自适应蚁群算法的车辆路径问题研究[J].控制与决策,2005,05:562-566.
[39]马旋.德国音乐师资培养模式对我国音乐教师教育发展的启迪[D].武汉音乐学院,音乐与舞蹈学,2013,硕士.
[40]张轩.历史课学生课程资源的开发和利用研究[D].首都师范大学,学科教学,2013,硕士.
[41]王海燕.我国速冻水饺企业4P营销策略研究[D].南昌大学,企业管理,2012,硕士.
[42]崔艺馨.基于本体的制造资源服务化及其能力平衡优化方法[D].哈尔滨工业大学,计算机技术,2014,硕士.
[43]华国尧.DBMS锁机制研究[D].浙江大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[44]王晴.评价理论下中西方英语灾难性新闻语言对比[D].安徽大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[45]黄武静,杨天钧,吴铿.高炉软熔带数学模型的开发及应用[J].冶金自动化,1996,05:32-35.
[46]王杰,武敏,刘素芬,何欢,朱静,王得丽.石墨烯基非贵金属氧还原电催化剂的制备及性能研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第23分会：电催化与洁净能源电化学转化[C].中国化学会:,2014:1.
[47]姜艳.重组活性Ⅶ因子治疗危重出血性疾病的临床疗效分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[48]赵博妍.基于有限元分析的门座起重机门架及转台人字架系统研究[D].天津大学,机械工程,2013,硕士.
[49]陈江华.手性噁唑啉配体在不对称Kinugasa反应中的应用[D].苏州大学,有机化学,2012,硕士.
[50]陶义飞.北方永盛摩托车有限公司三轮摩托车产品结构调整研究[D].河南科技大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.