第2章 隐写术.pptx

信息隐藏第2章 隐写术;主要内容;1.空域隐写术;LSB和位平面 每个像素中的0号比特叫做最低比特位或最不重要位（the Least Significant Bit，LSB） 每个像素中的7号比特叫做最高比特位或最重要位（the Most Significant Bit，MSB） 由每个像素的第i位组成一个二值图像，叫做位平面i ;LSB隐写算法（位平面算法）;LSB隐写算法（位平面算法）;LSB隐写算法（变形算法）;LSB隐写算法（变形算法）;LSB隐写算法（变形算法）;LSB隐写算法（变形算法）;LSB隐写算法（变形算法）;图像加密方法;图像加密方法;图像加密方法;图像加密方法;图像加密方法;LSB隐写算法（变形算法）;LSB隐写算法（变形算法）;LSB隐写算法（变形算法）;LSB匹配隐写（±1隐写）算法原理 当嵌入的秘密信息比特值与像素值低位相同时，像素值不变； 不相同时，随机选择加1或减1。;（2）位平面复杂度分割隐写术;优点 在不引起人眼可觉察失真的前提下，将数据嵌入较高的位平面； 具有较好的隐蔽性和较大的嵌入容量； 可以适用于位图、调色板图像和基于小波变换的JPEG200图像。;（3）像素差（PVD）隐写术;（4）调色板隐写术;基于修改调色板的隐写算法 基于颜色向量的LSB算法。（修改颜色值的LSB） 对调色板进行排序，共有L！种不同的方式，可以编码秘密短信息。;基于修改图像数据的隐写算法 因为原始的调色板，相邻的索引颜色不一定相近，必须将索引表根据颜色重新排序； 以秘密信息位替换载体图像像素在排序后的调色板对应索引的LSB。;2.变换域隐写术;变换域信息隐藏;低频系数的改动可能会影响到主信号的感知效果； 高频系数容易被破坏； 隐写术一般选取中频系数来嵌入秘密信息。 （1）离散DFT域隐写术 DFT是法国数学家傅里叶提出来的，是一种复数变换； 秘密信息可以嵌入到媒体信号的实部、虚部、幅度和相位中。;基于DFT变换隐写术的基本流程： 对载体图像进行DFT变换； 对变换后的幅值取整，并分解为一系列位平面表达；（有损变换） 将以二进制表示的秘密信息嵌入到幅值位平面中。 由于DFT变换具有特殊的对称性，嵌入的秘密信息也应该满足相应的对称性。 当通过DFT逆变换得到伪装图像时，需要对DFT逆变换的实时值取整，裁减至0-255范围。（有损变换） 存在两次有损变换，可能造成秘密信息的丢失。;为了更好地恢复秘密信息，可以对其进行纠错编码。如，采用汉明纠错编码，由（7,4）汉明纠错码，可以在仅有1位错误时予以更正。 ;说明： 将秘密信息嵌入到中间幅值位平面，可以得到较高的不可感知性和较高的恢复率； 不采用纠错编码，选择合适的幅值位平面嵌入信息，也可达到较高的恢复率； 中间幅值位平面加入纠错编码，优于不采用纠错编码； 较低或较高的幅值位平面加入纠错编码，恢复率低于不使用纠错编码。（原因？） JPEG压缩主要针对图像的高频部分，为了提高隐藏信息抗JPEG压缩的能力，可仅在DFT中、低频中嵌入隐藏信息。 ;（2）图像DCT域隐写术 DCT是Ahmed等人于1974年提出的，其变换矩阵体现了人类语言及图像信号的相关性； DCT被认为是对语音和图像信号的准最佳变换； 结构有规律或易于并行的DCT算法已经用专用IC实现； JPEG、H.26X、MPEG1、MPEG2等国际标准均基于DCT变换。;基于DCT变换隐写术的基本方案 不进行JPEG压缩的DCT量化和反量化过程，直接修改部分DCT系数，隐写图像还是非JPEG格式。 进行JPEG压缩的DCT量化和反量化过程，直接修改量化后的部分DCT系数，隐写图像还是非JPEG格式。 输入和输出都是JPEG图像的隐写术，属于压缩域隐写术。;说明 为了保证图像质量，一般不用DC分量作为嵌入位置。 兼顾不可感知性和鲁棒性，中低频带可以作为嵌入秘密信息的理想部位； 用于必威体育官网网址通信，更多考虑嵌入容量和不可感知性，宜嵌入中低频带，系数3-12； 用于数字水印，更多考虑鲁棒性，宜嵌入低频带； 具体方案，可以考虑减少量化步长，增加AC分量中不为0的量化系数； 也可以基于DCT中低频系数间的相互关系嵌入秘密信息。;（3）图像DWT域隐写术 小波变换是由法国数学家Morlet于1986年分析地震资料时引入的，小波变换具有平移及伸缩变换不变性； DWT变换弥补了DCT变换不适用于带宽较宽信号的不足； 图像是被分层而不是分块处理，克服了DCT变换的块效应； 对计算复杂