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利用LDPC码实现信道编码信息隐藏技术.doc

利用LDPC码实现信道编码信息隐藏技术

wang顺文
2017-12-11 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《利用LDPC码实现信道编码信息隐藏技术doc》,可适用于综合领域

利用LDPC码实现信道编码信息隐藏技术利用LDPC码实现信道编码信息隐藏技术王伟祥,刘玉君,李文雄()信息工程大学信息工程学院,河南郑州摘要:信道编码信息隐藏技术是一门新兴的信息隐藏技术。文章研究了利用信道编码作为载体进行信息隐藏的可行性,提出了一种基于LDPC码的信道编码信息隐藏算法,并给出了该算法的具体实现方案和仿真结果。实验结果表明该算法具有较好的不可检测性和较高的安全性。关键词:信道编码信息隐藏LDPC码()中图分类号:TN文献标识码:A文章编号:ImplementationofInformationHidingTechnologyinChannelCodingUsingLowDensityParityCheckCodeWANGWeixiang,LIUYujun,LIWenxiong()InstituteofInformationEngineering,InformationEngineeringUniversity,Zhengzhou,ChinaAbstract:InformationhidingbasedonchannelcodingisanewfieldofinformationhidingtechnologyInthispaper,thefeasibilityofusingchannelcodingascarrierininformationhidingisstudiedThispaperalsoproposesanalgorithmofinformationhidinginchannelcodingbasedonLDPCcodeandgivesthespecificplanandthesimulationresultsThesimulationresultsshowthatthisalgorithmhasbetterimperceptibilityandrobustnessKeywords:channelcodinginformationhidingLowDensityParityCheckcode信息隐藏以隐藏信息的存在为目的,其对外表,广泛应用于短波通信、卫星通信和高速性的技术现为载体信息的外部特征,并不改变载体信息的基数据网。由Shannon信道编码定理可知,为了可靠本特征和应用价值,由公开信息作掩护,使第三方传输数据,必然要增加数据的冗余。在有扰信道上不会感觉到秘密信息的存在,因此信息隐藏具有更传输数据时,所收到的数据将不可避免地含有差强的信息保密性和信息安全性。目前人们选择图错,而我们可以利用信道有噪声这种现象,在信道编码的纠错能力范围之内将待隐藏信息嵌入其中。像、文本、音频和视频等数字数据作为载体数据,而利用以上数字数据作为载体使用信道编码作为载体有效地克服了数字媒体作载体所带来的问题。隐藏数据必然会改变信源数据的某些比特位的数值。本文提出的利用LDPC码实现信道编码信息首先,在信道编码中嵌入隐藏信息并不会影响隐藏技术较好地解决了隐藏信息的可测性这一原始信息数据的结构和统计特性,当然更不会使译问题。码后的数据在视觉或听觉上产生变化,这是因为只()要保证嵌入的数据人为噪声与信道噪声的总体效应不超过信道编码的纠错范围,就能保证原始信信道编码信息隐藏的可行性息在信道译码后得到正确的复原。其次,通过对隐我们知道信道编码是一门提高数据传输可靠藏信息的纠错编码可以增强数据的鲁棒性。另一收稿日期:()作者简介:王伟祥,男,辽宁辽阳人,信息工程大学硕士研究生,主要研究方向为信道编码、信号与信息处理、信息隐藏技术。Email:wangweixiangcom泛,无论是卫星通信还是短波通信,都广泛应用着错译码,与伪随机序列模二加得到秘密数据。信道编码技术,这就使以信道编码为载体进行信息LDPC码是由Gallager在年首次提出的,隐藏成为可能。当时未得到大家的重视。直到年Mackey和Neal重新发现LDPC码是一种性能接近香农限而且可以实现的编码方案。LDPC码是一种由稀疏校系统模型及LDPC码的性能验矩阵定义的线性分组码。稀疏矩阵是指矩阵中信道端码信息隐藏系统模型如图所示。除很少一部分元素不为零外,其它大部分的元素都是零。要设计一个LDPC码,最直接的方法是先构造一个具有指定性质的奇偶校验矩阵。LDPC码的译码方法是基于消息传递思想的迭代算法,通常被称为和积算法或置信传播算法。这是一种迭代的概率译码方法,是LDPC与传统纠错编码的重要区别之所在。这种译码方法是LDPC码具有良好性能的重要原因之一。具体方案及仿真结果仿真采用BPSK调制并在加性高斯白噪声信道条件下进行。对载体信源编码时采用N=,()信息率R=的规则,LDPC码。译码采用置信传播算法,迭代次数设为。对秘密数据编图信道编码信息隐藏系统模型()码时采用,可以纠比特错误的BCH码。图左边为系统的发送端。在发送端,先将秘k字节的BMP图像,如图载体信源选用大小为密数据同伪随机序列进行模二加,然后进行纠错编所示。秘密数据选用数据量较小的文本文档,大码,此处的编码方式可以采用纠错能力一般的码,小在k字节到k字节之间。本文采用的是BCH编码。接着对载体信源进行编该算法的隐藏效果主要取决于信道误码率和码,此处的编码方式应选用纠错能力较强的码,本秘密信息嵌入率两个方面。隐藏过程是将秘密信文采用的是LDPC码。嵌入位分析是指根据信道息当作噪声嵌入到信源信息的LDPC码编码后的的特点来选择码字的嵌入位置。经过嵌入位分析,数据中,因此信道误码率实际上由信道噪声和嵌入的秘密信息两部分组成。实验结果表明,信息嵌入将编码后的秘密信息嵌入到编码后的载体信源中,最后送入信道中进行传输。率取定为,当信道误码率低于时,译码后的图右边为系统的接收端。在接收端,先对接载体信源和秘密信息都可以正确恢复当信道误码收数据进行信道译码,然后对译码后的数据进行嵌率达到时,译码后的载体信源出现了雪花状噪入位检测,利用检测出的嵌入位在未经过信道译码声,但秘密信息可以正确恢复当信道误码率达到图载体信源图嵌入量合适的情况图嵌入量过大的情况()下转第页参考文献:水印的阶段。BenderW,MorimotoN,GruhlDTechniquesfordatahid表说明了在信噪比相同的情况下,采用LDingJIBMSystemJournal,,:PC码随着码长的增加相似度增加。如图所示。Kutter,JordanF,BossenFDigtialsignatureofcolorimagesusingamplitudemodulationinStorageandRetrievalforIm()ageandVideoDatabasesCV,SPIEE,:CoxJ,KilianJ,LeightonT,etalSecurespreadtrumwatermarkingformultimediaJIEEETransonImageProcessing,(),:PodichukCI,ZengWImageadaptivewateringusingvisualmodelsJIEEEJSelAreasCommun,,:KaewkamnerdN,RaoKRWaveletbasedImageadaptivewa()termarkingschemeJElectronicsLetters,,:图码率,不同码长下实验结果GallagerRGLowdensityparitycheckcodeDIRETransIT,MackayDJC,NealRMNearShannonlimitperformanceof结论LowdensityparitycheckcodeJIEEEElectLett,,():在本文中我们提出将LDPC编码的数字水印DJCMackayGooderrorcorrectingcodesbasedonvery()应用于数字版权保护中,提高水印受到攻击的鲁棒sparesmaticJIEEETransIT,,:刘)(玉君信道编码M修订版郑州:河南科学技术性,且用实验的方式验证了其可行性,并得出了不出版社,同码长,受到不同高斯攻击的一些结论。含有水印的图像受到其它的攻击留待我们进一步研究。()上接第页,因此使用该技术的信信道误码率在同一数量级上时,超出了码字的纠错能力,信源载体和秘密息隐藏量较小。信息都已无法恢复。信道误码率取定为,改变参考文献:信息嵌入率可得到信息嵌入率的权值为。刘玉君信道编码M郑州:河南科学技术出版社,当超出这一权值时,信源载体和秘密信息无法恢复。汪小帆,戴跃伟信息隐藏技术方法与应用M北京:机械工业出版社,结束语GallagerRGLowDensityParityCheckCodesDCambridge,Massachusetts:MITPress,本文研究了利用LDPC码实现信道编码信息MacKayGoodErrorCorrectingCodesBasedonVerySparse隐藏技术,并依照算法进行了仿真,仿真结果表明MatricesJIEEETransactionininfoTheory,:IT该隐藏技术具有较好的鲁棒性和隐蔽性。为保证,:不被第三方发现,我们应该尽量保证信息嵌入率同

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