信息隐藏实验三LSB图像信息隐藏剖析

1、实验三：lsb图像信息隐藏一、实验目的了解信息隐藏中最常用的lsb算法的特点，掌握lsb算法原理，设计并实现 一种基于图像的lsb隐藏算法；了解如何通过峰值信噪比来对图像进行客观评 价，并计算峰值信噪比值。二、实验环境(1) windows 7操作系统；(2) matlab r2012版本软件；(3) bm舲式灰度图像文件。三、原理简介任何多媒体信息在数字化时都会产生物理随机噪声，而人的感官系统对这些 随机噪声并不敏感。替换技术就是利用这个原理，通过使用秘密信息比特替换随 机噪声，从而实现信息隐藏目的。在bm欢度图像的位平面中，每个像素值为 8比特二进制，表示该点亮度。图像高位平面对图像感官质

2、量起主要作用，去除图像最低几个位平面并不会 造成画面质量的明显下降。利用这个原理可用秘密信息(或称水印信息)替代载 体图像低位平面以实现信息嵌入。本算法选用最低位平面来嵌入秘密信息。 最低位平面对图像的视觉效果影响 最轻微，但很容易受噪声影响和攻击，可采用冗余嵌入的方式来增强稳健性加以 解决，即在一个区域(多个像素)中嵌入相同的信息，提取时根据该区域中的所 有像素判断。四、实验步骤(4) 藏提取及测试算法分为三个部分实现:(1)隐藏算法；(2)提取算法；(3)测试脚本。1)隐藏算法源代码hide_lis.m 如下：function o = hide_lsb(block,data,i)%func

3、tion o = hide_lsb(block,data,i)%急藏提取及测试%block:隐藏的最小分块大小%data:秘密信息%i:原始载体si = size(i);lend = length(data);n = floor(si(2)/block(2);%等图像划分为 m*n小块m = min(floor(si(1)/block(1),ceil(lend/n);o = i;for i = 0 : m-1啾算每小块隐藏的秘密信息rst = i*block(1) + 1;red = (i+1)*block(1);for j = 0 : n-1%+算每小块隐藏的秘密信息的序号idx = i*n

4、 + j + 1;if idx lendbreak;end%取每小块隐藏的秘密信息bit = data(idx);%计算每小块水平方向起止位置cst = j*block(2) + 1;ced = (j+1)*block(2);%等每小块最低位平面替换为秘密信息o(rst:red,cst:ced) = bitset(o(rst:red,cst:ced),1,bit);endend2)提取算法源代码dh_lsb.m如下：function out = dh_lsb(block,i)%function out = dh_lsb(block,i)%代码dh_lsb.m如下：%block：隐藏的最小分块大

5、小%i：携密载体si = size(i);%等图像划分为m*nm、块n = floor(si(2)/block(2);m = floor/block(2);out =；%计算比特1判决阀值：每小块半数以上元素隐藏是比特1时，判决该小块嵌入信息为1thr = ceil(block(1)*block(2) + 1)/2);idx = 0;for i = 0 : m-1%+算每小块垂直方向起止位置rst = i*block(1) + 1;red = (i+1)*block(1);for j = 0 : n-1%计算每小块将要数据的秘密信息的序号idx = i*n + j + 1;%计算每小块水平方向

6、起止位置cst = j*block(2) + 1;ced = (j + 1)*block(2);%1取小块最低位平面，统计1比特个数，判决输出秘密信息tmp = sum(sum(bitget(i(rst : red,cst : ced),1);if (tmp = thr)out(idx) = 1;elseout(idx) = 0;endendend3)测试脚本源代码test.m如下：fid = 1;len = 10; %随机生成要隐藏的秘密信息d = randsrc(1,len,0 1);block = 3,3;fn,pn = uigetfile( * .bmp , bmp file(* .b

7、mp) ;,选择载体);s = imread(strcat(pn,fn);ss = size(s);if (length(ss) = 3)i = rgb2gray(s);elsei = s;endsi = size(i);sn = floor(si(1)/block(1)*floor(si(2)/block(2);tn = length(d);呦口果载体图像尺寸不足以隐藏秘密信息，则在垂直方向上 复制填充图像if sn 3)i = rgb2gray(y);elsei=y;end%调用提取算法，获得秘密信息out = dh_lsb(block,i);%+算误码率len = min(length(

8、d),length(out);rate = sum(abs(out(1:len)-d(1:len)/len;y = 1 - rate;fprintf(fid, lsb:len:% dt error rate:% ft error num:% dn ,len,rate,len*rate);(5) 算峰值信噪比(1)峰值信噪比定义:psnr= xymax2p x,yx，y (px,y- px,y)x,y(2)峰值信噪比函数。(3)测试脚本。1)峰值信噪比函数源代码psnr.m如下：function y = psnr(org,stg)y = 0;sorg = size(org);sstg = siz

9、e(stg);if sorg = sstgfprint(1, org and stg must have same size! n);endnp = sum(sum(org - stg).a2);y = 10*log10(max(max(double(org.a2)*sorg(1)*sorg(2)/np);2)测试脚本org = imread( lena.bmp);stg = imread( hide.bmp);fprintf(1, psnr=:%fn ,psnr(org,stg);五、实验总结 依据所编写的代码，运行测试脚本test.m ,具体过程如下图1图4所示:图1选择测试载体图像oo一法译隋m载球 逐四一lsb图嫉信“，l&b曼噱售室忌范(=)图2 选择隐蔽载体文件command window testlsb ： len: 10 error racte: 0. ogqooo error hiuil： 0 t est_psnrpsnr=:58, 946563a 图3 测试代码运行结果从上图3可以得知：此次代码运行中lsb