信息隐藏技术课件 第三章 图像信息隐藏与水印.pptx

第三章;3.1 LSB图像信息隐藏;【实验目的】;【实验环境】;【原理简介】;BMP灰度图像的位平面图如右，每个像素值为8bit二进制值，表示该点亮度。 不同位平面对视觉影响不同，可用下面系列图像表示。 去除第一位平面的图像和第一位平面;去除第1-4位平面的图像和第1-4位平面;图像高位平面对图像感官质量起主要作用，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。 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，解决办法可采用冗余嵌入的方式来增强稳健性。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。;【实验步骤】;隐藏算法 算法分为三个部分实现： 隐藏算法 提取算法 测试脚本;(2)计算峰值信噪比 峰值信噪比定义： 峰值信噪比函数 测试脚本;【思考题】;3.2 二值图像信息隐藏;【实验目的】;【实验环境】;【原理简介】;该方法存在一定的缺陷，没有明确界定哪些像素可以修改以便于隐藏秘密信息，二值图像中某些像素的修改可能会引起二值图像视觉效果上的较大变化，相应的水印嵌入算法可能在较大程度破坏图像的质量。 为达到较好的隐藏效果，可以采用游程编码方法在二值图像中隐藏信息。;游程编码的概念在图像压缩的过程中经常使用，如下图所示的编码为：<0,3>, <1,5>, <0,4>, <1,2>,<0,1>。其中0 表示白色像素点，1表示黑色像素点。;秘密信息嵌入的时候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。提取的时候根据游程长度奇 偶性提取出秘密信息。在隐藏信息的时 候，改变游程的奇偶性是通过对下一个 游程的第一个像素的像素值进行修改， 因此当下一个游程的值为1的时候不能 修改。修改后的游程长度不能隐藏信息，因此隐藏信息的位置是选取游程长度数 组的偶数位来隐藏。;【实验步骤】;√ 携秘载体在视觉效果上和原始载体有很大变化，通过不断修改 hidden.txt文本的值来增加隐藏的 信息容量。隐藏的信息越多，图像 的分块就越细，隐藏的效果就越好。 √ 方案中修改像素的位置非常固定，都是修改每个图像块的所有行前面的像素，这样隐藏信息后的图像在视觉效果上和原始图像存在较大差别，违背了信息隐藏不改变视觉效果的原则。;√ 为改变上述算法，可以采用游程编码方法在二值图像中隐藏 信息。采用游程编码方式隐藏 的信息量较大，而且隐写后的 载体图像和原始载体图像从视 觉效果上看差别不大，是较好 的一种二值图像信息隐藏方法。;【思考题】;3.3 Patchwork图像信息隐藏;【实验目的】;【实验环境】;【原理简介】;Patchwork方法嵌入水印时，通过修改集合之间的某种关系来嵌入水印；提取水印时，则根据对应的关系来提取嵌入的水印信息。Patchwork方法最大优点之一就是可以实现盲检测。Patchwork可以适用于时/空域、变换域和压缩域，本节主要介绍时域下的典型 Patchwork方法。;Patchwork方法典型算法只能隐藏 1bit的信息，也就是只能说明该图像是否存在水印，隐藏的信息量比较小，但是该算法的鲁棒性较强。该算法的原理如下：随机选择两个集合A={ai}和B={bi}，要求A和B中含有相同图像系数，设为n；将集合A中所有样点的像素值增加d，同时将集合B中所有样点的像素值减少d，这样两个集合中的样值都经过微小的改动。;选择集合A和B的方法很多，但 PatchWork方法是基于以下假设的，也就是说随机选择的两个样本集合的均值相同。本节中方法是根据图像的横坐标和纵坐标之和的奇偶性不同将图像分为两组，将横坐标和纵坐标之和为偶数的所有系数上增加常量d=2.3，将横坐标和纵坐标之和为奇数的所有系数上减少常量d=2.3。第二种方法是随机选择N对像素点（ai和bi），然后将ai点的值增加d,将bi点的像素值减少d。;【实验步骤】;【思考题】;3.4 调色板图像隐写;【实验目的】;【实验环境】;【原理简介】;调色板图像的调色板中最多包含256种颜色，若改变这些颜色的排列顺序并相应的改变图像像素数据，不会对图像内容造成任何影响。因此隐藏秘密信息最简单方法就是重新排列调色板中的这些颜色，同时修改索引值，但是许多软件生成的调色板都是按照亮度和使用频率排列的，如果在调色板中打乱颜色会使其毫无隐藏可言。如果调色板颜色小于 128种，可复制一个调色板，得到一个扩展的调色板，隐藏0使用原始索引值，隐藏1使用扩展索引值，但是重复颜色 的调色板会引起使用者怀疑。;其他方法来隐藏信息：对于调 色板中的每