隐写术是一种隐蔽通信的技术,JPEG是一种常见的数字图像的压缩格式,当前针对JPEG图像的主流隐写算法是自适应隐写算法。现有的JPEG图像自适应隐写方法的失真代价大都是加性失真,而JPEG图像自适应隐写算法中非加性失真尚未得到充分研究。隐写分析是和隐写术相对抗的一种技术,其研究领域主要集中在通用隐写分析。通用隐写分析通过构造隐写前后图像的特征,然后使用分类器对样本图像进行训练检测,来判断图像是否藏有秘密信息。SRM（Spatial Rich Model）特征是一种基于空域图像残差计算的高维特征,在检测基于加性失真嵌入的图像时效果较好,但是检测基于非加性失真嵌入的图像时准确率较低。为了解决以上问题,本文研究了基于非加性嵌入的图像隐写方法和隐写分析方法,取得的研究成果如下所示:首先,本文研究了JPEG图像的块效应评估方法。块效应是由于JPEG有损压缩导致图像块边界出现的一种不连续的现象,对于JPEG隐写算法生成的JPEG图像,DCT（Discrete Cosine Transform）系数的修改会影响图像空域内的块效应。为了准确评估影响强度,我们找到了三种典型的块效应评估方法。通过实验我们发现DCT系数的修改会使得空域图像的块效应更加严重,且隐写算法越安全,块效应越不明显。因此,如果JPEG隐写算法在嵌入修改时降低空域内的块效应,将能够提高隐写算法的安全性。其次,本文提出了一种新的非加性失真代价设计方法,该方法使用BAR（Blocking Artifacts Reduction）原则来衡量DCT系数的修改对空域像素的影响。BAR原则的主要思路是通过减少块效应来指导JPEG域内DCT系数嵌入修改方向的选择。由于DCT系数的修改会增大块效应强度,所以BAR原则可以保证空域的块边界和块内元素的连续性。实验结果表明,BAR原则可用于当前具有加性失真的自适应JPEG隐写算法,并且可以提高这类隐写算法在面对先进的JPEG隐写分析时的的安全性,尤其是在高嵌入率的情况下。最后,本文提出了一种基于SRM特征构造的新方法。非加性的CMD（Clustering Modification Directions）算法在嵌入秘密信息时会将原图像划分为四个子图像,然后动态地调整失真代价来保证相邻像素的修改方向一致,从而减少相邻像素的残差,在抵抗SRM特征的检测时效果比较好。但是四个子图像的残差并未减小,因此本文构造了四个子图像的SRM特征来增大残差,并和原图像的SRM特征合并得到了新特征SRM-SS。实验结果表明,在检测非加性的CMD算法嵌入的图像时,本文所构造的SRM-SS特征比SRM特征更加准确。综上所述,本文探索了JPEG图像DCT系数修改和图像空域内块效应之间的关系,并提出了一种针对JPEG图像的新的非加性失真设计方法,提高了基于加性失真的JPEG隐写算法的安全性,同时还提出了一种针对非加性失真嵌入图像的特征构造方法,提高了对非加性的CMD隐写算法的检测率。