随着现代社会信息技术的飞速发展,信息安全显得越来越重要,其中图像的信息隐藏技术是应用于信息安全领域一项重要的技术。该技术通常是把秘密信息嵌入原始图像中,通过公共网络传输时能有效保护秘密信息的安全。迄今为止,高容量和图像质量是图像信息隐藏最重要的研究方面,此外被隐藏图像的可逆性和可认证功能也是该领域的重要的研究方向。以前传统的方案通常有隐藏信息的容量低,或图像质量不高等问题。近年来,新的可逆图像隐藏方案是基于几何结构和秘密共享机制提出的,能够部分解决上述问题。因此,本文在基于前人研究的基础上提出了三种秘密信息隐藏方案,能达到完整的提取出秘密信息以及无失真的恢复出原始封面图像的目的。主要研究结果如下:(1)提出了一种基于龟壳参考矩阵(TSM)和编号参考矩阵(NRM)的安全大容量数据隐藏方案,该方案借助于编号参考矩阵和查找表,设计了一种秘密数据藏入规则,能够在原始封面图像中嵌入高容量的秘密数据,在提取阶段能够完整快速的提取出来,并且被隐藏的图像非常安全。封面图像的每对像素可以隐藏6个秘密比特,同时将平均峰值信号比(PSNR)保持在41.97dB。(2)提出了一种基于龟壳结构(TSS)的可逆可认证秘密图像共享方案,该方案利用可视秘密共享(VSS),该技术是将秘密信息划分为多个共享份,通过协作这些共享份可以恢复秘密图像。本方案通过龟壳机构的巧妙设计,使得可以将藏入秘密数据的原始图像分享成两个有意义的共享阴影图像,并具有良好的视觉效果,PSNR值都高于50dB。另外提出的TSS-VSIS方案是可逆的,并提供了认证能力。此功能非常重要且实用,尤其是当阴影图像被恶意攻击者篡改时,因为它对验证共享份是否真实有很大帮助。(3)提出了一种基于龟壳结构(TSS)的具有可逆性和轻量级高效认证的可视化秘密共享方案,为了提高共享份的图像质量,该方案通过TSS的设计构造将秘密数据嵌入到原始封面图像中,生成三幅有意义的共享阴影图像。此外,设计的这种嵌入结构以轻量级计算为代价,不用嵌入认证码,并且提供了强大的认证能力,检测比(DR)值高达0.99。实验结果表明,该方案对各种灰度测试图像具有良好的视觉质量和强大的鉴别能力。