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隐写术是保护通信安全的一种重要技术手段,通过在可公开的媒体数据中嵌入秘密信息,从而避开第三方的监测进行隐蔽通信,在保护个人隐私、商业情报、国家机密等领域有重要的研究意义和应用价值,近年来受到了广泛的关注。高安全性和大嵌入量是隐写算法的主要性能要求。由于目前对抗隐写行为的主要技术措施是通过统计分析手段侦测隐写操作造成的载体媒体的统计异常,因此,抗统计侦测是安全隐写算法必须具备的重要特性。
本文首先介绍了隐写术及其对抗技术—隐写分析技术的基本原理、发展现状和典型算法,在此基础上提出了一种可抵抗统计侦测的空域自适应图像隐写算法。与已有的自适应图像隐写算法仅根据像素灰度差值或局部方差确定嵌入强度不同,所提算法同时利用了灰度值梯度的幅值与方向信息,能更好地保持边缘的连续性;嵌入强度最强时,1个像素可嵌入7比特信息,与已有空域隐写算法相比,在相同嵌入量的情况下像素的修改数量大幅减少,能更好地抵抗基于统计的隐写分析;算法还采用了LSBMR(LSB Matching Revisited,改进的LSB匹配)隐写策略来提高嵌入效率、运用OPAP(Optimal Pixel Adjustment Process,最优像素校正处理)补偿技术来进行失真处理,在提高了掩密图像的视觉感知质量的同时,也进一步降低了被隐写分析技术侦测到的可能性。
实验中,我们采用了四种性能优异的通用隐写分析算法对所提算法的性能进行了测试,并与四种典型的隐写算法进行了性能对比。实验表明,在相同嵌入率的情况下,本文所提算法的抗检测能力普遍优于这四种隐写算法,达到了良好安全性能。