[发明专利]一种基于图像平滑度变化量特征的隐写分析方法

说明书

技术领域

本发明属于信息隐藏检测领域，特别是涉及一种基于图像平滑度变化量特征的隐写分析方法。

背景技术

自20世纪90年代初以来，信息隐藏作为信息安全中的重要课题引起了国际学术界的重视。首先是对保护多媒体产品版权的数字水印研究急剧升温，公开发表的论文逐年上升，不少开发数字水印产品的公司应运而生。在过去十几年中，正向隐藏技术与反向检测技术的斗争愈演愈烈，成为信息安全领域令人瞩目的研究焦点。

由于现代信息隐藏技术是一种新的隐蔽通信技术，因而在军事、安全、通信和企业界具有广泛的应用前景，与之相应的信息隐写技术(Steganography)日益得到重视。信息隐写技术是信息隐藏技术的重要分支，很早就出现了一些简单的隐写方法。到世纪之交开始了对这一领域的广泛探索。隐写是以表面上正常的数字载体，如图像、音频和视频等作为掩护，在其中嵌入秘密信息，隐藏的数据既不改变载体信号的视听觉效果，也不改变计算机文件的大小和格式，因而可实现不为人知的隐蔽通信。载密媒体通常与大量正常媒体资料混在一起，通过各种渠道特别是互联网进行传播。不同于传统密码通信的是，“正在进行通信”这一事实本身也被隐藏起来了，因而可用于重要消息的安全传递。近年来，随着互联网技术的广泛使用，隐写技术得到了蓬勃发展。该技术已经被军事机构、政府部门、金融机构等涉及国计民生的重要部门所采用。然而，信息隐写也是一把双刃剑，敌对势力、恐怖分子等也可利用它从事破坏社会安定、危害国家安全的非法活动。目前互联网上已出现上千种信息隐藏软件，应用这些软件并不需要高深的专业知识，相关资料显示：一些恐怖组织、非法团体和敌对势力曾利用信息隐藏技术进行隐蔽传输。由此可见，开展信息隐藏检测技术研究，对发现、跟踪公开信道中基于隐蔽通信的不法行为，对维护国家和军队信息安全，具有极为重要的现实意义。

到现在为止，针对图像的不同的载体类型已有许多隐写方法，其中LSB(least significant bit)隐写出现的最早，由于其方法简单，数据量大而被广泛应用。同时针对LSB隐写的分析开展了大量的研究，出现了许多有效的分析方法。为了提高安全性，研究者针对LSB隐写不断进行改进，提出了多种修正的LSB密写法，能抵御某些隐写分析方法。

在现有研究中，可逆图像信息隐写方法根据嵌入域的不同主要可分为空域方法和变换域方法。其中空域方法应用较为广泛，最早的可逆信息隐写方法是由Barton在1997年提出。随着研究的深入，近年来学者们提出大量的空域可逆信息隐写方法，这些方法大致分为使用数据压缩的可逆信息隐写、基于直方图修改的可逆信息隐写(Histogram Modification，HM)和基于差值扩展的可逆信写等方法。基于直方图修改的可逆隐写方法通过改变图像的直方图，将秘密信息嵌入图像，此类方法具有较高的图像质量。

与隐写相对应，隐写分析的目的在于揭示媒体中隐蔽隐写的存在性，甚至只是指出媒体中存在隐写信息的可疑性。可逆图像信息隐写分析是近两年来信息安全领域提出的新问题。目前关于可逆图像隐写方法的隐写分析尚处于起步阶段，相关研究成果较少，主要包括基于特征统计的隐写分析，如RCM(reversible contrast mapping)可逆图像隐写分析，基于载密图像特征异常的隐写分析，如基于直方图位移的可逆图像隐写分析等，但从检测意义上说，部分传统的隐写检测方法对于可逆隐写分析同样适用。

目前，按照隐写分析针对的隐写方法来分，可以分为针对特定方法的特定隐写分析方法和通用盲检测方法。一种特定隐写分析方法只分析一种特定的隐写方法，具有较高的准确率，但当此种隐写方法改进后，针对该隐写方法的隐写分析方法就不再适用，例如经典LSB隐写方法提出后，出现了针对经典LSB隐写方法的卡方分析方法，RS隐写分析方法等，此后，改进的LSB隐写方法被提出以抵抗这些针对经典LSB隐写的隐写分析方法，例如直方图补偿密写，最小直方图失真(least histogram abnormality，LHA)密写等。而通用隐写分析方法由于其通用性，分析的隐写方法较多，但同时准确率也较低，针对不同的隐写方法，通常具有不同的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于图像平滑度变化量特征的隐写分析方法，结合了特定隐写方法和盲检测方法的优势，具有一定的普适性，同时具有较高的准确率。