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随着网络和信息隐藏技术的发展,数字多媒体数据可以在通信网络中迅速便捷地传输,然而带来通信便利的同时,也给多媒体数据的使用带来了前所未有的安全性问题.保护信息能安全传输的信息隐藏技术成为信息安全领域的研究热点.信息隐写技术作为信息隐藏技术重要分支,通过将秘密信息隐藏到公开的数字媒体中,然后通过公开的信息传输来传递秘密信息,隐藏秘密信息数据后的载体能够被正常的访问和使用因而具有更强的隐蔽性.本文主要研究以数字图像为载体的信息隐写技术.(1)提出了基于像素差和模函数的彩色图像信息隐写算法.提出的算法充分地考虑了彩色图像红,绿,蓝三个位平面的相关性及人类视觉对彩色图像像素变化的敏感性.把图像分块后,嵌入到红,蓝两位平面的信息的比特数是由同一像素块中绿色位平面中相邻像素与中间像素差的大小来决定.嵌入后通过像素的调整能保证嵌入前后两像素差所属的划分区域的一致性.更重要的是我们用数学证明嵌入后的秘密信息能完全正确地提取出来.(2)提出了基于像素差和改进的EMD信息隐写算法.我们分析了Kier-Changt等人提出的改进的基于修改方向的编码技术的信息隐藏算法存在的不足:他们所提出的算法每幅图像至少需要524Kb的存储空间保存嵌入矩阵.最初的EMD算法的不足主要是:一幅图像中每个像素嵌入相同数量的信息比特位数.我们提出的算法首先应用Hilbert曲线扫描图像得到一维的像素序列,取连续的2个像素的像素差作为秘密信息的载体,改进了原始的EMD,考虑了图像像素局部特性及图像的视觉冗余,在不同的像素差的像素对嵌入不同容量的秘密信息.改进了Kier-Changt等人提出的算法,嵌入过程中不需要存储空间来保存嵌入矩阵.(3)提出了基于边缘匹配预测和改进的EMD信息隐写算法.考虑在3×3图像块中像素与它周围像素的相关性,不像传统的EMD,在每个像素上嵌入相同的秘密信息比特数,造成相同的图像失真.分析了Lee等人提出的插值法,插值法通过已有的像素值去估计未知的像素值,由于只是一种近似的估计,图像插值会引起图像一部分失真.因此,插值的次数越多,图像的失真率就更大,严重影响图像的质量和嵌入信息的容量.针对上述两种嵌入信息算法的不足,提出了基于边缘匹配预测误差和改进的EMD信息嵌入和提取算法,应用原始图像的像素与相应的预测像素之间的差值来决定嵌入信息的比特数.通过模函数改进EMD算法嵌入秘密信息,充分考虑人类视觉对不同像素区域像素变化的敏感度的差异.(4)提出了基于像素差和索引函数的信息隐藏算法.改进了Jung和Yoo提出的索引函数,考虑在2×2像素块中,用索引函数确定每个像素块中哪个像素做为参考像素值,然后计算参考像素与其周围的其它三个像素值的差,由像素差所处的划分范围决定嵌入像素的秘密信息比特数.利用余函数嵌入秘密信息,有效地减少载密图像的失真度,在提取信息的过程中,由量化后的像素值能准确的提取秘密信息.