Python实现图像信息隐藏

之前学习密码学的时候老师有提到过『信息隐藏』，现在用图像的方法尝试一下。思想是：把信息藏到RGB通道中的B通道，然后利用奇偶性可以恢复过来

原理

• 从源图中提取文字图像信息，记录这个文字图像信息像素点在图像矩阵中的位置
• 对载体图片进行预处理，将B通道的像素值全部设置成偶数
• 把载体图片中，把第一步已经记录的位置的像素B通道设置为奇数
• 信息解码的过程就是逆过程，只要找出载体图片中B通道是奇数的像素位置，然后统一着色就可以恢复

实现

一、写入要隐藏的信息

source = cv2.imread('img/source.png')

h, w = source.shape[:2]

message = 'Hello World!'

x, y = (180, 250)

color = [88, 26, 16]

cv2.putText(source, message, (x, y), cv2.QT_FONT_BLACK, 3, color, thickness=5)

cv2.imwrite('img/s.png', source)

原图source.png

加入信息后的图片s.png

二、预处理载体图片

carrier = cv2.imread('img/carrier.png')

for i in xrange(h):

    for j in xrange(w):

        # 把整幅图的B通道全设置为偶数

        if carrier[i, j, 0] % 2 == 1:

            carrier[i, j, 0] -= 1

三、把隐藏信息的位置设置成奇数

for i in xrange(h):

    for j in xrange(w):

        # 找出有文字的位置

        if list(source[i, j]) == color:

            carrier[i, j, 0] += 1

cv2.imwrite('img/hide.png', carrier)

加入信息之后的载体图片与原来几乎不变

原载体图片carrier.png

隐藏信息后的图片hide.png

四、信息恢复

img = cv2.imread('img/hide.png')

h, w = img.shape[:2]

# 新建一张图用来放解出来的信息

info = np.zeros((h, w, 3), np.uint8)

for i in xrange(h):

    for j in xrange(w):

        # 发现B通道为奇数则为信息的内容

        if img[i, j, 0] % 2 == 1:

            info[i, j, 0] = 255

            info[i, j, 1] = 255

            info[i, j, 2] = 255

cv2.imwrite('img/info.png', info)

恢复结果info.png

小结

这种信息隐藏的方法，主要是用『修改像素奇偶性后，图片变化不明显』来实现的，感觉非常巧妙。

不过值得注意的是，\(隐写术\neq 加密\)，这种信息隐藏的安全性也依赖于算法本身，而不是密码学里的『密钥』。