信息隐藏与水印技术第4章.ppt

4.1时空域替换技术二值图像中的信息隐藏把一个二值图像分成个矩形图像区域，如果其中黑色象素的个数大于一半，则表示嵌入0；如果白色象素的个数大于一半，则表示嵌入1当需要嵌入的比特与所选区域的黑白象素的比例不一致时，为了达到希望的象素关系，则需要修改一些象素的颜色修改应遵循一定的规则，原则是不引起感观察觉修改应在黑白区域的边缘进行嵌入4.1时空域替换技术二值图像中的信息隐藏另一种方法：利用游程编码的方法例编码：a0,3,a1,5,a2,4,a3,2,a4,14.1时空域替换技术二值图像中的信息隐藏嵌入：修改二值图像的游程长度如果秘密信息位是0，则修改该游程长度为偶数；如果为1，则修改游程长度为奇数；如果秘密信息的取值与游程长度的奇偶性相匹配，则不改变游程长度提取根据游程长度的奇偶性提取出秘密信息4.1时空域替换技术刚介绍的时空域的最低比特位替换方法把信息隐藏在载体的最不重要部分容易被噪声掩盖，有损压缩后丢失能否隐藏在载体的最重要部分？ 信息隐藏在载体的最重要部分，则只要载体不被破坏到无法使用的程度，隐藏的信息都能保留。引出了另一大类的信息隐藏技术－－变换域隐藏技术。二值图像中的信息隐藏4.2变换域技术在载体的显著区域隐藏信息，比LSB方法能够更好地抵抗攻击，而且还保持了对人类感观的不可察觉性常用的变换域方法离散余弦变换（DCT）离散小波变换（DWT）离散傅立叶变换（DFT）等引言4.2变换域技术DCT域的信息隐藏图像压缩标准（JPEG）的核心——二维DCT变换在DCT域中的信息隐藏，可以有效地抵抗JPEG有损压缩4.2变换域技术二维DCT变换简介（回顾）DCT域的信息隐藏通过离散余弦变换，可以将能量集中在矩阵左上角的少数几个系数上。简单地说，我们可以将DCT看作用一个8行8列的二维数组产生另一个8行8列的二维数组的函数。也就是说，把一个数组通过某种变换，变成另一个数组。

首先将一幅图像划分成一个个8*8像素的图像块。比如，原图的尺寸是640*480，那么将会被划分成80行60列的图像块。如果图像只包含灰度，那么每个象素都会用一个8bit的数字表示。因此可以将每个图像块表示成一个8行8列的二维数组，这个数组中每个元素都是0~255的8bit整数。DCT变换就是作用在这个数组上。再看一下彩色的情况。如果图像是彩色的，那么每个象素都可以用24bit、相当于3个8bit的组合来表示。因此可以用3个8行8列的数组来表示这个8*8的图像块。DCT变换作用于每一个数组。4.2变换域技术DCT域的信息隐藏1用f表示像素值的数组，f(i,j)表示第i行第j列的值，则DCT变换之后定义一个新的数组F(u,v)表示第u行v列的值。

DCT变换通过下面公式完成：??????????2二维DCT变换简介（回顾）34.2变换域技术下面举例说明。下面矩阵表示一个8*8的图像样本的原始数组。DCT域的信息隐藏二维DCT变换简介（回顾）4.2变换域技术DCT域的信息隐藏为了便于计算，在进行变换之前先对原始图像中的每个样本数据减去128。然后再按照公式计算出数组中每个元素的值。举F(0,0)的值的计算过程如下：二维DCT变换简介（回顾）4.2变换域技术DCT域的信息隐藏按照这样，继续计算其他值：

二维DCT变换简介（回顾）0103024.2变换域技术二维DCT变换简介（回顾）DCT域的信息隐藏为了达到压缩的目的，我们需要对经过DCT变换的DCT系数进行量化，目的是减小非0系数的幅度以增加0值系数的数目。在一定的主观保真的前提下，丢掉那些对视觉效果影响不大的数据。量化是压缩过程中造成质量下降的最主要原因。

因为人眼对于亮度的感知能力高于色度，JPEG压缩时使用了两个量化表——色度量化表和亮度量化表。4.2变换域技术二维DCT变换简介（回顾）DCT域的信息隐藏4.2变换域技术单击此处添加小标题DCT域的信息隐藏单击此处添加小标题用数组F中的每一个元素除以量化表中起对应位置的值。按照这个公式，我们对上面例子中的数组F进行量化后得到如下结果Q（采用亮度量化表）：单击此处添加小标题二维DCT变换简介（回顾）4.2变换域技术二维DCT变换简介（回顾）DCT域的信息隐藏z形排列：对图像块进行DCT变换后，能量集中在矩阵左上角的少数几个系数上。所以一般左上角的数值比较大，而0则主要集中在矩阵右下角。为了增加连续的0的个数，我们采用z形排列（zigzag），以便更好地压