基于GVM的高容量无损JPEG图像隐藏技术

资源摘要信息: "本篇文档介绍了在MATLAB环境下实现的一种JPEG图像大容量无损数据隐藏方案，名为通用VLC映射（GVM）技术。这项技术针对JPEG图像格式，提出了一种新的无损数据隐藏（LDH）方法，用于在不破坏图像视觉质量的前提下，嵌入大量数据。JPEG是目前最广泛使用的图像格式之一，因此，能在此格式下实现有效且无损的数据隐藏具有重大意义。本文所介绍的方法主要针对JPEG图像中的可变长度编码（VLC）进行操作，通过构建一个映射关系，将已使用的VLC替换为未使用的VLC，从而实现数据的隐藏。与传统方法相比，这种映射策略允许未使用和已使用的VLC长度不一致，从而提高了数据隐藏的容量，并且对于标记JPEG图像的视觉质量保持不变。文档中还提到了一些构建映射关系的基本原则，以及通过实验验证了所提出方法的有效性，即在保持图像质量的同时，实现了更小的文件大小增量和更高的数据嵌入容量。" 知识点详细说明如下： 1. JPEG图像格式：JPEG是一种广泛应用于数字图像压缩的有损和无损压缩格式。JPEG通常用于静态图像压缩，尤其是在网络上和数字相机中。该格式在压缩图像时能够减少文件大小，但这是以牺牲图像质量为代价的。然而，JPEG也支持无损压缩，这种情况下文件不会因为压缩而丢失任何信息。 2. 数据隐藏（Data Hiding）：数据隐藏是一种信息隐藏技术，其目的是将某些数据（即秘密信息或隐藏信息）嵌入到其他非机密的数据中，比如数字图像、音频文件或视频文件中，以便在不引起注意的情况下传输或存储信息。 3. 可逆数据隐藏（RDH）与无损数据隐藏（LDH）：在数据隐藏领域，RDH和LDH都是关注于在不破坏载体文件（例如图像文件）可感知质量的前提下，嵌入数据的技术。RDH通常指能够从载体文件中完全恢复原始数据的隐藏方法，而LDH更进一步强调保持原始载体文件的视觉质量不变。本研究中，GVM技术被提出为一种LDH方案。 4. 可变长度编码（VLC）：VLC是视频和图像压缩中使用的一种无损编码技术。在JPEG图像压缩中，VLC用于对DCT系数进行编码，通过分配较短的编码给更常见的值，较长的编码给不常见的值，从而实现数据的压缩。本文利用VLC的这一特性，实现数据的隐藏。 5. 映射关系构建：本文提出了一种基于VLC映射关系的数据隐藏方法。作者构建了一张表，记录了哪些VLC是未被使用，哪些已被使用，然后利用这些映射关系来替换VLC，从而嵌入秘密数据。重要的是，这种替换策略允许使用和未使用的VLC长度不一致，这一点与传统方法有所不同。 6. 高容量无损数据隐藏：GVM技术之所以能被称为高容量无损数据隐藏方案，是因为它在不增加太多文件大小的情况下，能够隐藏大量的数据。实验结果表明，该技术能够实现比其他RDH方案更高的嵌入容量，同时保持载体图像的视觉质量。 7. MATLAB实现：文档提到了GVM方案的MATLAB代码实现，这表明了该技术的实现过程和验证是在MATLAB这一强大数学计算和图形化软件中完成的。MATLAB是工程师和科学家常用的工具之一，它的图像处理工具箱提供了丰富的函数，适合于图像处理和数据隐藏的研究。 8. 系统开源：标签"系统开源"意味着该数据隐藏方案的源代码可能是公开的。这为研究社区提供了研究和改进该技术的机会，同时也促进了学术交流和技术发展。 9. 实验结果与验证：文档提到，通过实验验证了GVM方案的有效性。这些实验可能包括了与现有RDH方案的比较，评价标准可能包括嵌入容量、图像质量保持以及文件大小增量等指标。 以上内容基于给定文档中的信息，提供了对GVM技术以及相关数据隐藏概念的详细说明。