擴頻通信技術在圖像信息隱藏領域中的應用

摘 要

隨著信息技術的高速發展，加強信息安全保護與多媒體信號處理成為媒體信息安全范疇內的重要問題。目前在信息安全處理領域中信息隱藏方法成為一種新型、有效的科學方法，具有不可感知性、密鑰與安全性、自恢復性等明顯特征。就信息隱藏方法中不可感知性與魯棒性之間的問題研究，是目前信息隱藏中的熱點問題，主要擴頻通信技術來解決該矛盾，并提升系統整體安全性。本文將就擴頻通信技術進行分析，對其在圖像信息隱藏中的具體應用進行詳細分析，為促進信息隱藏技術及擴頻通信技術廣泛應用提供參考意義。

【關鍵詞】信息隱藏技術 擴頻通信技術 魯棒性 系統分析

在圖像信息隱藏領域中，信息隱藏技術具有密鑰與安全性、魯棒性、不可感知性、自恢復性等特征，在信息安全與多媒體信號處理中具有重要安全作用。但在實踐應用中由于魯棒性與不可感知性的矛盾問題，促使擴頻通信技術的引進與應用。擴頻圖像隱秘系統即擴頻通信技術在圖像信息隱藏領域中的融合應用形式，即SSIS系統，主要是通過數字圖像中噪聲作用達到信息隱藏作用。

1 圖像信息隱藏技術與擴頻通信技術

1.1 信息隱藏技術

上世紀九十年代中期，國外發達國家在信息安全與多媒體信號處理領域中探索出一種創新型保護媒體信息安全的方法。信息隱藏技術的原理主要是基于人類感覺器官的不敏感性，以及多媒體信號自身的冗余性兩個方面，將秘密信息有效隱藏在公開媒體信息中，最大限度的達到信息傳遞的完整性，同時進一步證實媒體信息所有權歸屬目的。信息隱藏技術應用的形式較廣泛，既包括文字、圖像，也包括音頻和視頻。這種信息的使用對媒體信息本身效果并沒有什么影響，為此，針對信息隱藏要素產生的問題可以有效處理。例如，信息隱藏技術之中針對安全問題就具有兩個方面的意義：

（1）公開媒體信息需要確保其在版權以及使用權限方面的問題。

（2）在秘密信息方面則需要能夠在傳輸以及保存等方面提供安全。

單就信息隱藏技術角度出發，密匙以及安全性等方面的特征為技術屬性中的主要特征。

針對技術的安全性分析，主要指的是在一個相對獨立的隱藏信息系統之中，借助多種環節的共同運作，促使這個技術能夠對信息實施保護。不可感知性強調了在系統之中加入不能促使載體產生感知效果聲音或者相關視頻文件。

1.2 擴頻通信技術

擴頻通信技術手段為應用較高且在檢測概率相對較低的情況下使用的技術方法。應用與阿尼了主要是指對等待傳輸信息頻譜等通過一定的而擴頻函數方式進行轉換，并通過信道完成傳輸。隨后，可以通過借助相應方法完成頻帶壓縮，并能夠最終完成對信息的傳輸。

雖然在實施傳輸的過程中將會造成部分信號受到阻礙，但是仍然可以通過恢復數據信息的方式實現對數據的有效保護。為此，在擴頻通信方面也能夠被認為是將信息隱藏在寬頻偽隨機噪聲之中完成的一種通信手段。

2 擴頻通信技術在信息隱藏中應用分析

擴頻圖像隱秘系統建設之中的關鍵技術手段就是充分利用了擴頻技術，并將其有效融合到低能量高值序列當中，產生了一種表面上為噪聲信號標記的隱秘圖像。因為嵌入信號產生的能量要明顯低于載體圖像產生的能量。為此，也就能夠形成較小的，且不會被人察覺到的信號。

本研究中具體引用了地比率糾錯信息技術，針對糾錯編碼器等的使用能夠擴散形成多輸出位，并由此可以呈現出實際運用效果。

為了可以形成嵌入式的信息，就需要先充分理解存儲擴頻系統等相關技術理論與概念。參考存儲原理之中關于信息發送、接受以及保存等之間形成的偽隨機效果。、通過利用私鑰，等能夠比較輕松的完成上述中任務。

例如在對一個相對比較簡單的符號進行方案重置的過程中，現在需要假設信號z為-1、1等要素構成的一組信號。擴頻序列x主要是一組實屬數列，其中采用的是正態分布規則，其中的均值表示為0。信號之間進行調制時，則能夠形成全新的實屬數列。為此，所有噪聲樣本之中產生的符號將能夠被嵌入到所有信息位當中，并產生全新的變化。信號白噪聲可以表現為一般特性。實際解碼的工作也相對比較簡單，能夠在接收端序列之中被復制下來，通過對兩種序列之間畸形對比，就能夠獲得原本復出的所有信號的估值情況。可以通過以下公式進行表示：Sign（s/n）=m。

雖然，在系統的功能性方面可以滿足實際需要，但是在出現噪聲的情況下，則進行信號檢測過程中將可能造成一定的信息檢測缺陷。這種缺陷產生于嵌入信號在進行估值階段形成的問題，也可能是因為傳輸信道出現問題造成的。單純運用嵌入信號樣本之中形成的符號變更展現信息，則其中樹脂最終都將會回歸到0附近。

為了能夠有效提升針對信號方便的實際檢測性能，則需要借助SSIS技術調制方案。通過這種技術手段，可以有效改善調制值方面產生的最小歐式距離。這樣就能夠使得數據估值發生明顯的改變。調制技術也將會形成在一定區間范圍內的隨機性的序列。通過對隨機序列進行非典型變換，將可以掌握其中形成的最小距離。最終對改善檢測效果將起到重要作用。

結束語：綜上所述，本研究中這對信息隱藏技術進行了深入性研究，并對高頻嵌入信息所具有的不可感知性等問題進行了分析。低頻嵌入所存在的問題方面也被詳細分析與論述。通過這對低頻信號嵌入到相關文件之中闡述，可以進一步對技術研究提供借鑒和幫助，并對目前階段技術進步具有重要實踐意義。

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作者簡介

王強（1986-），男，山西省陽泉市人。太原理工大學2009級碩士研究生。現為山西大同大學物理與電子科學學院助教。信息與通信工程專業。研究方向為圖像處理、電子通信類。

作者單位

山西大同大學物理與電子科學學院 山西省大同市 037003