多域数字图像隐写技术的实现与讨论

多域数字图像隐写技术的实现与探讨生产日期：2014年6月3日摘要随着科学技术的发展，信息安全技术已经成为一个不可忽视的因素。随着网络的普及和应用，多媒体技术得到了广泛的发展，图像和视频的安全性变得越来越重要。本文在此背景下介绍了一种图像处理的信息隐藏技术。用于隐蔽通信的图像信息隐藏算法可以分为两类：基于空间域的信息隐藏算法和基于变换域的信息隐藏算法。基于变换域的算法用F5表示。让我们介绍一下变换域的算法。关键词：隐藏嵌入信息图像目录首先，在变换域中常用的数字图像隐写方法。41.1 JSteg隐写术。41.1.1主要观点：41.1.2具体嵌入过程：41.2 F5隐写术。41.2.1具体嵌入过程：41.3 F4隐写术。41.3.1具体嵌入过程：41.4 F3隐写术。4第二，基于MATLAB的F3数字图像隐写技术。42.1 F3隐写术原理。52.2 F3隐写算法。52.3使用F3隐写术隐藏信息。52.3.1嵌入流程图。52.3.2实施过程。5第三，讨论和分析。83.1 F3隐写术分析。8Iv .附录。84.1使用的软件。84.2软件介绍。84.3关键代码。91.变换域数字图像常用隐写方法。1.1 JSteg隐写术。1.1.1主要观点：秘密信息比特用于直接替换JPEG图像的量化DCT系数的最低比特，但是该信息没有嵌入值为0或1的量化DCT系数中。1.1.2具体嵌入过程：(1)对JPEG图像进行部分解码，得到二进制存储的交流系数，判断交流系数是否等于1或0，如果是，跳过交流系数，否则，执行下一步。(2)判断二进制存储的交流系数的最小二乘是否与要嵌入的秘密信息比特相同，如果相同，则不改变，否则，执行下一步。(3)用秘密信息比特替换二进制存储的交流系数的最小二乘，并对修改后的交流系数进行重新编码，得到隐藏的JPEG图像。1.2 F5隐写术。1.2.1具体嵌入过程：1)获取载体图像，进行JPEG压缩，获得量化的DCT系数。2)混洗在1)中获得的离散余弦变换系数。3)根据待嵌入秘密信息的长度，统计可用的离散余弦变换系数，计算用于嵌入信息的三元组(1，n，k)。4)取出n个混洗的非零交流离散余弦变换系数和k比特信息进行嵌入，通过矩阵编码进行嵌入。a)计算是否需要改变载波数据。如果没有，继续嵌入下一组；如有必要，更改相应数据的最小二乘。b)判断是否为改变的数据生成了值为0的新系数。如果是，则该嵌入无效，并且再次检索N个可用系数以执行A)；如果没有，重复4)直到所有的秘密信息被嵌入。5)反向混洗以将离散余弦变换系数恢复到原始顺序。6)生成隐藏图像。1.3 F4隐写术。1.3.1具体嵌入过程：该过程类似于F3，除了正奇数系数和负偶数系数表示1，正偶数系数和负奇数系数表示0。1.4 F3隐写术。1)信息嵌入，如果离散余弦变换系数的最小二乘与要嵌入的秘密信息比特相同，则不改变；否则，离散余弦变换系数的绝对值减少1。2)秘密信息嵌入在不为0的离散余弦变换系数上，而为0的系数不嵌入任何信息。此外，当比特0被嵌入绝对值为1的系数中时，产生新的系数0，并且该嵌入是无效的，并且被重新嵌入到下一个系数中。2.基于MATLAB的F3数字图像隐写技术。2.1 F3隐写术原理。离散余弦变换系数的最小二乘值被秘密信息代替。2.2 F3隐写算法。1)信息嵌入，如果离散余弦变换系数的最小二乘与要嵌入的秘密信息比特相同，则不改变；否则，离散余弦变换系数的绝对值减少1。2)秘密信息嵌入在不为0的离散余弦变换系数上，而为0的系数不嵌入任何信息。此外，当位0嵌入绝对值为1的系数时，新的co1.首先，将载体图像123.jpg和秘密信息文件密件复制到MATLAB的工作路径中。2.打开MATLAB软件，将代码写入其中并执行。3.隐写图像和原始图像。4.隐藏前离散余弦变换系数矩阵。5.隐藏离散余弦变换系数矩阵。6.隐藏之前的DCT系数直方图。7.隐藏离散余弦变换系数直方图。3.讨论和分析。3.1 F3隐写术分析。优点：能抵抗卡方分析。缺点：其他人很容易看到图像已被修改。4.附录。4.1使用的软件。MATLAB软件。4.2软件介绍。MATLAB:MATLAB是两个单词matrixlaboratory的组合，意思是矩阵工厂(矩阵实验室)。这是一个由美国mathworks公司发布的主要面向科学计算、可视化和交互式编程的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化、非线性动态系统建模和仿真等许多强大功能集成到一个易于使用的窗口环境中，为科学研究、工程设计和许多需要有效数值计算的科学领域提供了一个全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式编程语言(如C和Fortran)的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB、Mathematica和Maple被称为三大数学软件。在数学科技应用软件中，数值计算是首屈一指的。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等。MATLAB的基本数据单元是矩阵。它的指令表达式与数学和工程中常用的非常相似。因此，用MATLAB解决问题比用C、FORTRAN和其他语言完成同样的事情要简单得多。此外，MATLAB还吸收了Maple等软件的优点，使其成为一款功能强大的数学软件。新版本中还增加了对C、FORTRAN、C和JAVA的支持。可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库，方便以后调用，另外，很多MATLAB爱好者都编写了一些经典程序，用户可以直接下载使用。主要功能：数值分析数字和符号计算工程和科学制图控制系统的设计与仿真数字图象处理数字信号处理通信系统的设计与仿真金融和金融工程4.3关键代码。a=imread(123 . jpg)；/读取载体图像B=dct2(123.jpg，137，220)；/量化离散余弦变换系数。C=单位8(B)；/将离散余弦变换系数转换成整数。数字彩色地图(jet(256)；colorbarf _ id=fopen(mi . txt)；/公开秘密信息msg，len_total=fread(f_id，ubit 1)；/读取机密信息。计算尺寸。m，n=尺寸(C)；/计算离散余弦变换系数矩阵的大小。如果len_total m*n /判断秘密信息是否大于载体图像。休息；目标对于f2=1:nf1=1:m米如果C(f1，f2)=msg(p，1)/判断离散余弦变换系数的最小二乘是否与秘密信息比特相同。休息；目标C(f1，F2)=ABS(C(f1，F2)-1；/离散余弦变换系数绝对值减1。如果C(f1，F2)=0休息；C(f1，f2)=味精(p，1