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Central South University 信息隐藏 实验报告 学院: 信息科学与工程学院 班级: 信息安全1201 学号: 0909121724 姓名: 吕秋言 时间: 2015年6 月 实验二：离散余弦变换（DCT）算法隐藏信息 一：实验目的：掌握在频率域隐藏信息，在本实验中采用离散余弦变换（DCT）算法隐藏信息，同时理解DCT在图像处理中的应用原理。 二：实验内容： 预备知识：掌握DCT的工作原理 a.二维离散余弦变换-矩阵形式： 正变换:F=DfD’ 反变换：f=D’FD 产生DCT矩阵的MATLAB函数：D=dctmtx(N); b. 二维DCT变换。 格式：B = dct2 (A) B = dct2 (A, m, n) B = dct2 (A, ［m n］) 说明：B = dct2 (A)计算A的DCT变换B，A与B的大小相同；B = dct2 (A, m, n)和B = dct2 (A, ［m n］)通过对A补0或剪裁，使B的大小为m×n。 c. DCT反变换。 格式：B = idct2 (A) B = idct2 (A, m, n) B = idct2 (A, ［m n］)  d. 计算DCT变换矩阵。 格式：D = dctmtx (n) 说明：D = dctmtx (n)返回一个n×n的DCT变换矩阵，输出矩阵D 为double类型。 F=DfD’ 说明二维余弦正反变换在Matlab中的实现。 RGB=imread(autumn.tif); I=rgb2gray(RGB); figure(1); imshow(I); figure(2); J=dct2(I); imshow(log(abs(J)),[]); colormap(jet(64)),colorbar; figure(3); J(abs(J)10)=0; K=idct2(J)/255; imshow(K); 图3余弦变换系数 说明：DCT变换之后，系数的特点: 从左上角到右下角的，从低频到中频，再到高频，系数的绝对值逐渐变小，能量集中在低频成分。 低频系数体现图像中目标的轮廓和灰度分布特性,高频系数体现了目标形状的细节。 掌握DCT隐藏信息的处理过程 数字图像水印算法选择二值化灰度图像作为水印信息，根据水印图像的二值性选择不同的嵌入系数，并将载体图像进行8×8的分块，将数字水印的灰度值直接植入到载体灰度图像的DCT变换域中，实现水印的嵌入。具体方法如下： 设I是M×N大小的原始图像，J是水印图像大小为P×Q，M和N分别是P和Q的偶数倍，把水印J加载到图像I中，算法分以下几步进行： 1. 将I分解为(M/8)×(N/8)个8×8大小的方块B；同时，J也分解为 (M/8)×(N/8)个(8P/M)×(8Q/N)大小的方块V； 2. 对每一个B进行DCT变换：DB=DCT(B)； 3. 加载水印对每一个DB和V，s(i)为从DB的中频选出的加载的位置 ， 1≤i≤(8P/M)×(8Q/N)， t(i)为水印V的位置坐标 ， 1≤i≤(8P/M)×(8Q/N)，DB’(s)=A×V，其中A是加权系数,用DB’(s)来代替DB，得到加载水印后的图像DBC； 4. 对以上得到的每一个DBC进行逆DCT变换：IDBC=IDCT(DBC)并将各方块IDBC合并为一个整图I’，即加载了水印的新图像。 述加载水印算法的逆运算： 1. 将D分解为(M/8)×(N/8)个8×8大小的方块BD； 2. 对每一个BD进行二维DFT变换:DBD=DCT(BD)； 3. 提取数据对每一个DBD，按照式V’=1/A×DBD得到V’； 4. 将上面得到的所有V’合并成一个水印整图J’。 附录： 离散余弦变换（DCT）算法隐藏信息的MATLAB程序 size=512; N=32; K=8; D=zeros(size); E=0.01; I=imread(f:\lena.bmp); subplot(2,2,1); imshow(I); title(原始图像); I=double(I)/512; %读入水银 J=imread(f:\1234.bmp); subplot(2,2,2); imshow(J); title(水印图像); %对水印缩放 J=double(imresize(J,[64,64])); subplot(2,2,3); imshow(J); title(缩放水印图像); %%%%%