DCT隐写

【实验目的】：

了解DCT的系数隐写

【实验内容】：

■Jepg 压缩算法的回顾
■用MATLAB实现图像DCT相关操作
■完成基于图像DCT的信息隐藏实验
两点法的嵌入和提取
三点法的嵌入和提取

1.Jpeg压缩算法。

一 、色彩空间转换 （RGB空间到YUV空间）
二、缩减取样（减少U，V的成分）
三、离散余弦变换（DCT变换）
        分别在Y，U，V上取8*8的块做DCT变换
四、量化（量化表）
五、编码

2.基于图像DCT的信息隐藏实验。

1）两点法
将载体图像分为8×8的块，做二维DCT变换
用在这里插入图片描述来表示选中的两个系数的坐标
对于第i bit秘密信息

      if（要隐藏信息‘1’）
            make
      else
            make

逆DCT变换，还原图像
算法分析：
1、如果选定位置的两个系数相差太大，修改后则对图像影响较大。
所以要保证选择的系数必须量化系数一致(?)，并且位于DCT的中频部分。通常选择(5,2)和(4,3)或者(2,3)和(4,1)
2、DCT系数相差很小，很难保证隐秘图像在保存、信道上传输不发生变化。
算法需要引入一个控制量α对系数差值进行放大，即使得分析α与隐藏鲁棒性的关系。

2）三点法
在这里插入图片描述

算法原理：
利用DCT中频系数中的三个系数之间的相对关系来对秘密信息进行编码。
嵌入1：令
在这里插入图片描述

嵌入0：令
在这里插入图片描述

三点法对应提取则为逆过程，判定代码如下：

if DCTcheck(k1(i)+4,k2(i)+1)<DCTcheck(k1(i)+3,k2(i)+2)-lumda && DCTcheck(k1(i)+5,k2(i)+6)<DCTcheck(k1(i)+3,k2(i)+2)-lumda
      fwrite(frr,0,'ubit1');
      result(i,1)=0;
   elseif DCTcheck(k1(i)+4,k2(i)+1)>DCTcheck(k1(i)+3,k2(i)+2)+lumda && DCTcheck(k1(i)+5,k2(i)+6)>DCTcheck(k1(i)+3,k2(i)+2)+lumda
     fwrite(frr,1,'ubit1'); 
     result(i,1)=1;

【实验分析】：

在这里插入图片描述
上图是隐藏信息的图片，没有明显的问题。

在这里插入图片描述
输入参数如上。

2.实验过程分析
从实验步骤上，看上去和LSB隐写没什么很大区别，但实际操作过程却非常痛苦。首先，在三点法隐藏时，对图片的选择性非常高。对应不同的图片，在使用完全一样的参数时，可嵌入的信息量有不小差距。与此同时，对相同图片，输入的参数alpha和lumda的差距也会极大程度的影响最终结果。举例说明：
在这里插入图片描述

当我们更换隐藏的图片时，其他参数保持不变会发现，提取的时候会出现大量噪声；
在这里插入图片描述
当我们更换lumda的值时，程序直接就跑不通了。

3.实验结果分析
为什么会出现上述情况呢？
首先我们理解一下lumda，也就是下面图片中的D的含义。
在这里插入图片描述
其中参数D的选择要考虑隐藏的健壮性和不可察觉性之间的平衡，D越大，隐藏算法对于图像处理就越健壮，但是对图像的改动就越大，越容易引起察觉。
根据我们的实验结果可以看出，D并不是一个随意的参数，D越大虽然对图像处理的鲁棒性越强，但也会有副作用，所以是一个平衡问题。
另外，图片本身的性质也决定了他的信息容量，在本实验中体现的尤为明显，因为我们仅使用了RGB图片的一层进行隐写的。

实验代码

information_hidding

信息隐藏——DCT隐写