1 / 56

信息隐藏技术

信息隐藏技术. 第 5 章 时空域下的信息隐藏. 问题. LSB 、 MSB 概念？ 什么是空域的信息隐藏？ 数字水印＆信息隐秘的区别？ 基于 RGB 的信息隐藏？ 基于二值图像的信息隐藏？ 基于图像亮度的信息隐藏？. 主要内容. 基于 RGB 颜色空间的信息隐藏 二值图像中的信息隐藏 基于图像其他特征的信息隐藏 文本载体的空域信息隐藏 练习题. 知识回顾. 时空域 不对信号作任何频率变换而得到的信号域。 否则称为变换域。 图像载体的信号空间 就是象素值的取值空间。 对同一象素点，可以有不同的坐标描述 RGB 空间： RGB 象素

eyal
Télécharger la présentation

信息隐藏技术

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 信息隐藏技术 第5章 时空域下的信息隐藏

  2. 问题 • LSB、MSB概念？ • 什么是空域的信息隐藏？ • 数字水印＆信息隐秘的区别？ • 基于RGB的信息隐藏？ • 基于二值图像的信息隐藏？ • 基于图像亮度的信息隐藏？

  3. 主要内容 • 基于RGB颜色空间的信息隐藏 • 二值图像中的信息隐藏 • 基于图像其他特征的信息隐藏 • 文本载体的空域信息隐藏 • 练习题

  4. 知识回顾 • 时空域 • 不对信号作任何频率变换而得到的信号域。 • 否则称为变换域。 • 图像载体的信号空间 • 就是象素值的取值空间。 • 对同一象素点，可以有不同的坐标描述 • RGB空间：RGB象素 • YCbCr空间：YUV象素 • HSV • NTSC • ……

  5. 基于图像RGB颜色空间的信息隐藏 • LSB与MSB • 在LSB上的信息隐藏 • 在MSB上的信息隐藏

  6. 基于图像RGB颜色空间的信息隐藏 • 在RGB颜色空间下，图像的象素由RGB象素构成：p(r,g,b),其中r，g，b都是取值（0,1）之间的double值。 • 为了更好地与位联系，采用无符号8位整型(uint8)来表示 • 这样，在uint8中改变1个单位，相当于修改对应的象素值1/256=0.0039

  7. LSB与MSB • LSB：Least Significant Bits • 最不重要位（最低有效位、最低位） • MSB：Most Significant Bits • 最重要位（最高位）

  8. LSB＆MSB的比较

  9. 在LSB上的信息隐秘 • 1.顺序选取（毫无安全性的方法）图像载体象素，将消息隐秘于LSB • 思想 • 将秘密消息转变成01序列； • 从第一个象素开始依次用01序列中对应的0或1替换象素值的最低位，直到序列结束为止。

  10. LSB顺序隐藏示例

  11. 在LSB上的信息隐秘cont. • 2.随机选取象素点的LSB • 思想： • 将秘密消息转变成01序列； • 用随机数生成算法生成一系列的随机坐标（xi,yi)。 • 从第i个位置开始依次用01序列中对应的0或1替换该位置象素值的最低位，直到序列结束为止。

  12. 随机选取象素点LSB示例

  13. LSB的特点总结 • 用字节表示图像的象素值，改变字节的最低位，其变化人眼不易察觉（空间冗余），把信息隐藏在这里比较理想。算法简单，容易实现。 • 缺点：把一幅图像的象素数据的最低位去掉并不会影响该图像的视觉效果，那么，若一幅图像的象素最低有效位在图像的变换和改变中丢失，隐藏者自身也难以发现。

  14. 在MSB上的信息隐藏 • 有人提出：在象素数据的最高位（最有意义位）实现信息隐藏的算法，即MSB，这样就可以进一步提高信息隐藏的安全性＆鲁棒性。 • 如何进行呢？

  15. MSB空域隐藏算法原理 • 空域隐藏的本质是在载体中找出存在的冗余空间。 • MSB就是通过对一幅图像的颜色采取量化的方法来创造冗余空间。 • 把图像量化到128种颜色； • 把图像按照256色的格式存储； • 修改256色的调色板的后128种颜色，使其和前128种颜色一一对应。 • 这样颜色只需要7位二进制就可以表示，第8位就是冗余空间，可以进行信息嵌入。

  16. MSB实现中的问题 • 第一、什么样的图像适宜于这种算法？ • 颜色简单的,有调色板的 • 第二、选择什么样的量化方法？ • 量化后的图像与原图像越接近越好 • 第三、量化后的处理 • 修正误差 • 半色调技术 • 误差扩散技术

  17. 量化示例

  18. 二值图像中的信息隐藏 • 算法描述 • 算法中的几个值得注意的问题 • 算法实现 • 实验分析

  19. 二值图像中的信息隐藏cont. • 二值图像 • 将一个多灰度级的输入图像经过处理后变成只有两个灰度的图像。 • eg. 传真图像 • 二值图像隐藏的思想 • 把二值图像分成矩形图像区域Bi • 分别令P0(Bi)和P1(Bi)为黑白象素在图像块Bi中所占的百分比； • 若某块P0(Bi)>50％，嵌入1个0；若P1(Bi)>50%，嵌入1个1； • 在嵌入过程中，需要对一些象素的颜色调整。？

  20. 二值图像中的信息隐藏cont. • 在传输过程中，一些象素有可能被改变了颜色，例如导致P1(Bi)由50.6%下降到49.5%，这样就会破坏嵌入的信息。 • 处理办法： • 引入两个阈值R1>50%,R0<50%,以及一个健壮性参数λ(传输过程中能改变颜色的象素百分比) • 发送者发送中确保P1(Bi)在[R1, R1+ λ]之间或者P0(Bi)在[R0, R0- λ]之间。 • 修正无效块，满足 • P1(Bi)<R0-3λ • P1(Bi)>R1+3λ

  21. 算法中的几个值得注意的问题 • 1. 检查可用的图像块 • 2. 对P1(Bi)的调整 • 3. 需要考察的参数

  22. 算法中的几个值得注意的问题cont. • 1. 检查可用的图像块

  23. 算法中的几个值得注意的问题cont. • 2. 对P1(Bi)的调整 • 具体的调整 • 一、将难以调整块改变为不可用块。 • 二、将可用块改变为最终隐藏块。 • 调整的目的 • 一、使隐蔽载体中不再有R0< P1(Bi) <R1的弱鲁棒块； • 二、增大不可用块与最终隐藏块之间的区别，便于信息提取。 • 如何调整?

  24. 算法中的几个值得注意的问题cont. • 3. 需要考察的参数 • 引进了三个参数：R0 、R1 、λ • 作用：使在最终的隐蔽载体中，不存在R0< P1(Bi) <R1的图像块以及R0-3λ< P1(Bi) <R0-λ和R1+λ< P1(Bi) <R1+3λ的图像块. • 前者用来提高隐藏的鲁棒性，避免象素值的轻易变化而导致隐秘信息的丢失； • 后者是为了在信息隐藏块与不可用块之间建立一个缓冲带，避免在检测的时候将这两类图像块混淆。

  25. R1=0.55,R0=0.45, λ=0.03 • 取第(10,11)块分析 • P1bi=99/100=0.99>R1+3λ=0.64

  26. R1=0.55,R0=0.45, λ=0.03 • 取第(26,15)块分析 • P1bi=12/100=0.12<R0-3λ=0.36

  27. 隐藏示例

  28. R0，R1以及λ的影响 • 1. 健壮参数λ的选取 • 其作用是区分隐藏有信息的图像块与未隐藏信息的图像块，区分的尺度是2 λ • 2.与隐藏容量的关系 • P174 • 3. 与隐藏不可见以及鲁棒性的关系 • P175

  29. 实验分析λ=?

  30. 基于图像其他特征的信息隐藏 • 对图像亮度值的分析 • 基于图像亮度的信息隐秘示例 • 基于图像亮度统计特性的数字水印

  31. 基于图像其他特征的信息隐藏cont. • 对图像亮度值的分析 • 亮度的轻微改变不易被人眼察觉，象素亮度值中存在冗余空间。 • 图像的亮度在相应的YCbCr（YUV）模型中对应的Y分量。 • 定义： • 取图像象素的原始亮度为x亮度，将其提高一个亮度即在其相应的Yx值上加1/128=0.0078,同理减一个亮度则是在其相应的Yx值上减去1/128,也就是将整个亮度空间划分为128个单位。

  32. 图像亮度变换示例 • 真彩图的亮度变换 • 灰度图的亮度变换见bmp目录

  33. 基于图像亮度的信息隐秘示例

  34. 程序演示

  35. 原图片

  36. 嵌入信息后

  37. 信息提取 • 需要原始图像与载体进行比较

More Related