【图像隐藏】基于 DCT的图像隐写matlab源码

一、简介

在图像隐写分析中,这几个特征是比较经典的
图像隐写分析中DCT特征与Markov特征展现出了极大的潜力,小波变换的奇异值分解(Wavelet Singular Value Decomposition , WSVD)特征也有奇效,本文实现前人论文的特征提取编程代码。
先说说理论知识
1 扩展DCT统计特征提取
大多数的隐密算法都是对JPEG图像的DCT系数进行操作,以此来嵌入秘密信息。DCT系数统计特征,旨在捕捉DCT系数的统计量的特征,以此来区分载体图像和隐密图像。
DCT系数统计算法由Fridrich【1】提出,其中包含了DCT系数直方图,共生矩阵,空域块间相关性等部分。首先用DCT系数替换相同位置的原始图像像素,使用dij(k) 来表示DCT系数矩阵,其中i,j=1, … ,8,k=1, … ,nB。而dij(k)则代表的是在第k个8×8 DCT块中处于(i,j)位置的DCT系数,而DCT块一共有nB 块。为了减少计算量和特征维度,在计算特征之前需要进行预处理,将所有DCT系数值范围限定在[-5,5]之间,大于和小于该范围内的值全部变换为-5到+5之间。
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其中,Ir和Ic表示图像DCT系数块的两种排列方式,分别是行扫描顺序和列扫描顺序。
接下来的两个特征Bα是从解压的JPEG图像中计算,也是一种块间相关性的特征:
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在DCT系数统计的隐密分析中,Fridrich首次提出了用于隐密分析的“校准”概念和计算原理:特征计算函数F,训练或测试图像J1,将图像J1解压到空域并沿各个方向裁剪四个像素,然后使用同J1相同的量化表压缩得到的图像J2。f表示最终获取的特征,而最后的特征由f=F(J1)-F(J2)计算得到。

采用如此计算方式的原理如下:裁剪之后的图像和原始图像内容上大体上完全一致,虽然裁剪之后的图像失去了原来的DCT分块,但是其统计特征应与原来相差不多。而这个过程会对嵌入的信息十分敏感,使裁剪前后的特征差别较大。经过实验证明,如此提取特征的方法非常有效果。

总结来说,DCT系数统计特征对DCT系数全局和局部进行了统计分析,并且捕获DCT系数的块间相关性和空域像素的相关性等特征。对于JPEG图像来说,所有隐密算法都是针对DCT系数进行修改,该算法确实是有一定的效果。实验中,该特征集展现了不错的分析效果,在0.2的嵌入率情况下可以达到平均95%的准确率,但是对MB算法的效果一般,尤其是MB2。

原始DCT统计特征已经有一定的检测效果,本文先对其进行扩展,加强特征的检测效果。对于全局直方图函数H,可以得到范围在[-5,+ 5]中的元素个数的差异,包括全局直方图和局部直方图,局部直方图选择的位置为{(1, 2),(2, 1),(3, 1),(2, 2),(1, 3)}。 因此,直方图特征是:
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如此的DCT扩展特征共有193维,其特征组成见下表。
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二、源代码

clc;
clear;
msgfid=fopen('hidden.txt','r');%%打开秘密文件,读入秘密信息
[msg,count]=fread(msgfid);
count=count*8;
alpha=0.02;
fclose(msgfid);
msg=str2bit(msg)';
[len col]=size(msg);
io=imread('lena.bmp');%读取载体图像
io=double(io)/255;
output=io;
i1=io(:,:,1);%取图像的一层来隐藏
T=dctmtx(8);%对图像进行分块
DCTrgb=blkproc(i1,[8 8],'P1*x*P2',T,T');%对图像分块进行DCT变换
[row,col]=size(DCTrgb);
row=floor(row/8);
col=floor(col/8);
% 顺序信息嵌入
temp=0;
for i=1:count;
    if msg(i,1)==0
        if DCTrgb(i+4,i+1)<DCTrgb(i+3,i+2) %选择(5,2)和(4,3)这一对系数
            temp=DCTrgb(i+4,i+1);
            DCTrgb(i+4,i+1)=DCTrgb(i+3,i+2);
            DCTrgb(i+3,i+2)=temp;
        end
    else
         if  DCTrgb(i+4,i+1)>DCTrgb(i+3,i+2)
            temp=DCTrgb(i+4,i+1);
            DCTrgb(i+4,i+1)=DCTrgb(i+3,i+2);
            DCTrgb(i+3,i+2)=temp;
        end
    end
    if DCTrgb(i+4,i+1)<DCTrgb(i+3,i+2)
        DCTrgb(i+4,i+1)=DCTrgb(i+4,i+1)-alpha;%将原本小的系数调整更小,使得系数差别变大
    else
        DCTrgb(i+3,i+2)=DCTrgb(i+3,i+2)-alpha;
    end
end
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三、运行结果

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四、备注

完整代码添加QQ1575304183

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