信息隱藏實(shí)驗(yàn)四-DCT域兩點(diǎn)法與三點(diǎn)法

1、Wuhan UniversityWuhan University一、一、Jepg 壓縮算法的回顧壓縮算法的回顧二、用二、用MATLAB實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)現(xiàn)圖像DCT相關(guān)操作相關(guān)操作三、完成基于圖像三、完成基于圖像DCT的信息隱藏實(shí)驗(yàn)的信息隱藏實(shí)驗(yàn) 兩點(diǎn)法的嵌入和提取兩點(diǎn)法的嵌入和提取 三點(diǎn)法的嵌入和提取三點(diǎn)法的嵌入和提取Wuhan University一一 、色彩空間轉(zhuǎn)換、色彩空間轉(zhuǎn)換 （RGB空間到空間到Y(jié)UV空間）空間）二、縮減取樣（減少二、縮減取樣（減少U，V的成分）的成分）三、離散余弦變換（三、離散余弦變換（DCT變換）變換） 分別在分別在Y，U，V上取上取8*8的塊做的塊做DCT變換變換四、

2、量化（量化表）四、量化（量化表）五、編碼五、編碼Wuhan University熟悉圖像整體熟悉圖像整體DCT變換，完成實(shí)驗(yàn)變換，完成實(shí)驗(yàn)1.1 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1：data=imread(image);data1=data(:,:,1);DCTdata=dct2(data1);subplot(121),imshow(data);title(原始圖像原始圖像)；subplot(122),image(DCTdata)Wuhan University熟悉圖像分塊熟悉圖像分塊DCT操作，完成實(shí)驗(yàn)操作，完成實(shí)驗(yàn)1.3 (P77) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.3： B=blkproc(A,m,n,fun,P1,P2) da

3、ta=%ReadImageSingle T=dctmtx(8); result=blkproc(data,8 8,P1*x*P2,T,T); result2=blkproc(result,8 8,P1*x*P2,T,T);%反變換反變換分析分析result的數(shù)值分布特點(diǎn)的數(shù)值分布特點(diǎn)Wuhan University利用利用DCT系數(shù)特點(diǎn)，完成實(shí)驗(yàn)系數(shù)特點(diǎn)，完成實(shí)驗(yàn)1.4 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.4：對圖像：對圖像DCT系數(shù)的高頻系數(shù)做刪除系數(shù)的高頻系數(shù)做刪除操作，逆操作，逆DCT變換后，查看圖像視覺質(zhì)量。變換后，查看圖像視覺質(zhì)量。 參見：參見：實(shí)驗(yàn)教程實(shí)驗(yàn)教程P84-85利用利用DCT變換對輸入變換對輸入

4、圖像進(jìn)行壓縮的例子圖像進(jìn)行壓縮的例子Wuhan University 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.5：實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)法的嵌入和提?。ǎ簩?shí)現(xiàn)兩點(diǎn)法的嵌入和提?。≒197） 算法原理：算法原理： 通過在一個圖像塊中通過在一個圖像塊中調(diào)整兩個調(diào)整兩個DCT系數(shù)的系數(shù)的相對大小，隱藏秘密相對大小，隱藏秘密信息信息。 ),(11vuBi),(22vuBiWuhan Universityo 將載體圖像分為將載體圖像分為88的塊，做二維的塊，做二維DCT變換變換o 用用 來表示選中的兩個系數(shù)的坐標(biāo)來表示選中的兩個系數(shù)的坐標(biāo)o 對于第對于第i bit秘密信息秘密信息 if（要隱藏信息（要隱藏信息1） make else makeo

5、 逆逆DCT變換，還原圖像變換，還原圖像),(11vu),(22vu),(),(2211vuBvuBii),(),(2211vuBvuBiiWuhan University、如果選定位置的兩個系數(shù)相差太大，修改后則對圖像、如果選定位置的兩個系數(shù)相差太大，修改后則對圖像影響較大。影響較大。 所以要保證選擇的系數(shù)必須量化系數(shù)一致所以要保證選擇的系數(shù)必須量化系數(shù)一致(?)，并且，并且位于位于DCT的中頻部分。通常選擇的中頻部分。通常選擇(5,2)和和(4,3)或者或者(2,3)和和(4,1)2、DCT系數(shù)相差很小，很難保證隱秘圖像在保存、信道系數(shù)相差很小，很難保證隱秘圖像在保存、信道上傳輸不發(fā)生變化

6、。上傳輸不發(fā)生變化。 算法需要引入一個控制量算法需要引入一個控制量對系數(shù)差值進(jìn)行放大，即對系數(shù)差值進(jìn)行放大，即使使得得 分析分析與隱藏魯棒性的關(guān)系與隱藏魯棒性的關(guān)系1122|( ,)(,)|iiB u vB u vWuhan University a是為了避免傳輸過程中編碼錯誤而引入的控制量。是為了避免傳輸過程中編碼錯誤而引入的控制量。a越大魯棒性越好，對圖像的破壞越大。越大魯棒性越好，對圖像的破壞越大。 a越小魯棒越小魯棒性越差，對圖像的破壞越小。性越差，對圖像的破壞越小。 一、一、 取不同的質(zhì)量因子和取不同的質(zhì)量因子和a，觀察隨著質(zhì)量因子的變，觀察隨著質(zhì)量因子的變化，不同額化，不同額a對應(yīng)

7、的誤碼率如何變化并作圖對應(yīng)的誤碼率如何變化并作圖 imwrite(image,temp.jpg,jpg,quality,q); 二、在嵌入同樣信息的情況下，觀察隨二、在嵌入同樣信息的情況下，觀察隨a的增大，圖的增大，圖片發(fā)生的變化片發(fā)生的變化Wuhan University接收者進(jìn)行二維接收者進(jìn)行二維DCT變換，比較每一塊中約變換，比較每一塊中約定位置的定位置的DCT系數(shù)值，根據(jù)其相對大小，得到隱系數(shù)值，根據(jù)其相對大小，得到隱藏信息的比特串，從而恢復(fù)出秘密信息。藏信息的比特串，從而恢復(fù)出秘密信息。 Wuhan University 實(shí)驗(yàn)1.6：實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)法的嵌入和提取 ),(11vuBi),(2

8、2vuBi),(33vuBiWuhan Universityo 選擇三個位置選擇三個位置 o 嵌入嵌入1：令：令o 嵌入嵌入0：令：令o 如果數(shù)據(jù)不符，則修改這三個系數(shù)值，使得它們?nèi)绻麛?shù)據(jù)不符，則修改這三個系數(shù)值，使得它們滿足上述關(guān)系滿足上述關(guān)系o 如果需要做的修改太大，則放棄該塊，將其標(biāo)識如果需要做的修改太大，則放棄該塊，將其標(biāo)識為為“無效無效”o 其中參數(shù)其中參數(shù)D的選擇要考慮隱藏的健壯性和不可察覺的選擇要考慮隱藏的健壯性和不可察覺性之間的平衡，性之間的平衡，D越大，隱藏算法對于圖像處理就越大，隱藏算法對于圖像處理就越健壯，但是對圖像的改動就越大，越容易引起越健壯，但是對圖像的改動就越大，

9、越容易引起察覺察覺 DvuBvuBii),(),(3311DvuBvuBii),(),(3322DvuBvuBii),(),(3311DvuBvuBii),(),(3322Wuhan University“標(biāo)記為無效標(biāo)記為無效”的處理的處理對這三個系數(shù)做小的修改，使得：對這三個系數(shù)做小的修改，使得： 或或),(),(),(223311vuBvuBvuBiii),(),(),(113322vuBvuBvuBiiiWuhan University對圖像進(jìn)行對圖像進(jìn)行DCT變換，比較每一塊相應(yīng)三個變換，比較每一塊相應(yīng)三個位置的系數(shù)，從它們之間的關(guān)系，可以判斷隱藏位置的系數(shù)，從它們之間的關(guān)系，可以判斷隱藏的是信息的是信息“1”、“0”還是還是“無效無效”塊，這樣就可以塊，這樣就可以恢復(fù)秘密信息恢復(fù)秘密信息 。Wuhan University 實(shí)驗(yàn)要求：實(shí)驗(yàn)要求：1、 編寫兩個函數(shù)，分別用來處理