隐写技术将秘密信息隐藏在正常媒体中,以便通过公共信道传递,从而实现隐蔽通信,对国家安全和隐私保护均有重要意义。近年来网络上广泛传播的数字图像为隐写提供了极大便利,多载体隐写可充分利用批量图像的有利条件,采用多幅图像负载秘密信息,以实现大量机密数据的隐蔽传输。在情报传送、代码渗透等需隐蔽传送大量机密数据的实战场景中占有重要地位。本论文围绕数字图像隐写的前沿性问题,对单载体与多载体隐写进行研究,取得如下创新成果:1.JPEG隐写失真函数优化提出了一种优化现有JPEG隐写失真函数的通用方法。对JPEG载体图像,利用维纳滤波构造一幅接近未压缩内容的参考图像,并据此确定每个DCT系数加1或减1的倾向修改方向,之后通过最小化含密图像与载体图像的特征距离来确定倾向修改方向上的代价修改比例,再进行隐写嵌入。该方法可与多种特征联用,大幅提高隐写安全性。2.联合载体选择与嵌入量分配的多载体隐写提出了一种联合载体选择与嵌入量分配的多载体隐写方法。首先证明了随着嵌入量增加,单图像隐写失真关于嵌入量的一阶导数单调递增;并推导出总体失真最小条件下,各图像隐写失真关于嵌入量的一阶导数应该相等;根据上述结论,设计了一种同时完成载体选择与嵌入量分配的多载体隐写方法,可最小化含密图像集的总体失真,显著提高多载体隐写安全性。3.抗批量隐写分析的载体选择提出了一种能同时抵抗批量隐写分析与单对象隐写分析的载体选择方法。在载体选择过程中,通过保持含密图像集与任意载体图像集间的MMD(Maximum Mean Discrepancy)距离不大于正常阈值来抵抗批量隐写分析,其中正常阈值为两任意载体图像集间的MMD距离。在此限定条件下,通过选择隐写失真小的图像来抵抗单对象隐写分析。据此可同时保证隐写在批量隐写分析与单对象隐写分析下的安全性。4.规避预处理的载体选择鉴于隐写者持有的图像可能已经过某种预处理,如用于改善图像质量的对比度增强、图像去噪等操作。提出了一种规避预处理的载体选择方法,考虑预处理与嵌入操作引起的失真。对于预处理失真,通过训练预分类器给出图像经过预处理的可能性,可能性越高表示预处理失真越大。对于嵌入失真,则利用当下的失真最小化框架计算。最后将两类失真融合,选择总失真最小的图像作为载体。本论文研究了单载体隐写中的失真函数优化、多载体隐写中的载体选择与嵌入量分配等问题,设计了多种数字图像隐写方法。显著提高数字图像隐写安全性。