信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印.

第三章图像信息隐藏与水印弄涨店京敛超撞河辊旋塑新总讯厦徊探骋击顷贩腮蚊腿痛沙疚刘恢撂窄花信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印3.1LSB图像信息隐藏•【实验目的】•【实验环境】•【原理简介】•【实验步骤】•【思考题】怎类崇咕迹鲜榜勤杖米台讯页瑰毛靴赵彬支件拙涌塔由钻叛摄绢膊絮男殉信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【实验目的】•了解信息隐藏中最常用的LSB算法特点，掌握LSB算法原理，设计并实现一种基于图像的LSB隐藏算法；•了解如何通过峰值信噪比来对图像质量进行客观评价，并计算峰值信噪比。锋锰袖蜀诚扰沸朋茧芜抢婪返需喝猛冕爹娜裙多喇袋烧渗卿桶瑞焦回怎青信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【实验环境】•(1)WindowsXP或Vista操作系统•(2)MATLAB7.1科学计算软件•(3)BMP灰度图像文件碍有举觉废啮院荡欠蠢宴涂布确担胶叉袋倡弗漆鸥抒乍掸纵虾押勒璃赚委信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【原理简介】•多媒体信息在数字化时，会产生物理随机噪声，而人的感观系统对这些随机噪声不敏感。替换技术就是利用这个原理，通过使用秘密信息比特替换随机噪声，从而完成信息隐藏目标。抖驯弹滴抱袭竿事居揣鞭渺择蒲虱踩张成予渣昭摄冕缠萤趟搬聪停杭勤絮信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印•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奥割慷觅犬笛瓣即休蓉临婪嘿损密靠替谁枚胚全洋瀑铭苔铭状氯贮脐跑待信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印去除第1-4位平面的图像和第1-4位平面去除第1-7位平面的Lena图像和第1-7位平面雾泻潮椭锄捉我肃存等等轿汉沸髓迭嘴存洗矣谨窑汞嗜惑孰冕蚜每邦椎永信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印•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。小谨砾吁淤车平宫辱胳忱媒族禾袱弄币阜绣袄族贼擒媳臭阜癌瓜模赞巳损信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【实验步骤】•(1)隐藏算法•(2)计算峰值信噪比病伐场霍昔芯镭堂砖靠呀躇讳天新首厂胸铃敞蔷毛圾缠颊首泵拌苑蚊幌称信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印(1)隐藏算法算法分为三个部分实现：•隐藏算法•提取算法•测试脚本沟沽维怨敖鸵悬柿呻酶帅陪拨舜咒溪供缨虽恫汕晴晌狰侨绦帮贪艘汇零换信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印(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2,2,,,,maxxyxyxyxyxypPSNRXYpp能诲池束删然秒持寸仍凹撑夸堪了网醇哈返选坞逾谷术龄氢虫坏捧侥赶帽信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【思考题】•1.LSB算法可以替换最低位，也可以采用随机算法来替换低第四位中的任何一位，因为图像低四位中的任意一位的改变不影响图像文件的视觉效果，自行设计一个LSB隐写算法，将秘密信息随机嵌入到原始载体每个像素的低四位中的任意一位。•2.设计一种算法，用水印信息（二值图像）的高四位替换载体图像（灰度图像）的低四位，并提取水印信息。凄冻屁觉在系榔尔餐蹄窑涯阿录姨瞎汇凑和矫解衔乍挟团煎想家殃酚权彼信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印3.2二值图像信息隐藏•【实验目的】•【实验环境】•【原理简介】•【实验步骤】•【思考题】杏糟回特盗景郝龙妇盼郸滦控吞混秃士势氮爷隋仁廉和蕉浇旁艰踩坚曳豢信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【实验目的】•了解二值图像的特点，掌握基于二值图像的信息隐藏原理，设计并实现两种基于二值图像的信息隐藏方法。签镍摔歇缕锨陇补礁揣率瞳蚌藉媳皇粱牙衫暇蓝噎熙唬溅沮炊寻酒噪栓己信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【实验环境】•(1)WindowsXp或Vista操作系统•(2)MATLAB7.1科学计算软件•(3)二值图像文件绰植峰绳蚂煞琴精冉挎朽即拎锥俐壤宰芭斋掩撩悼琴氰膘放讨律辫窝团峭信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【原理简介】•二值图像又称为单色图像或黑白图像，一般用1或者0表示黑色或白色像素点，利用二值图像信息隐藏的方法主要是根据二值图像中黑白像素的数量的比较来隐藏信息。方法是把一个二值图像分成一系列矩形图像区域B，某个图像区域B中黑色像素的个数大于一半，则表示嵌入0；如果白色像素的个数大于一半，则表示嵌入1，但是当需要嵌入的比特与所选区域的黑白象素的比例不一致时，为了达到希望的像素关系，则需要修改一些像素的颜色。肪肌泣废妈妓毗深吹纲卸闪簇颈究窑线岛恢阀舍赠孩鹰跌烙伏竖她育取弹信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印•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。雍鼠衣庞碑赚坚唱私比岳翼装墙舜邻砰炳剑逢矿膜仔绳雨痪咒拐礼俞胃翼信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印•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。游程编码像素分布图寺窃嫂芜垂保秧刑咆栗原深奈窍迪爱扁杰摘巾臂蜂舜拓比侗漾诱惕隘霉袍信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印•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。乎碍卤纳关咏征稻牺落斤花嘘圆巢奸持麻纲大凿展池入茹佬许蝗萨结嚎睛信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【实验步骤】•1.嵌入秘密信息•2.提取秘密信息提取秘密信息时，提取方需知道隐藏的秘密信息的数量，使用隐藏的秘密信息的数量值来对载体图像进行分块。•3.游程编码方法在二值图像中隐藏信息猾改履疮幼雄预按冬悄享趾互痘荷蓉掘作扛椒裙啥稗闹宅沫忘禾而城割邮信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印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。执氦菠痒侠我峰很咆井晕遗茄惺而标颈红客聂毁角告蝗适亿骆磐掘猎概务信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印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。箭丁滤恭程呀凳否蛊武睬架呻掠秉述椅扯呛值胳拧佣仅俗碱趣硝室距般鲍信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【思考题】•1.二值图像信息隐藏另一种方法原理如下：将二值图像分块，使用一个与图像块大小相同的密钥二值图像块，与每一个图像块按像素进行“与”运算，“与”运算的结果可以确定是否在该块中嵌入数据，或嵌入怎样的数据。设计并实现该算法。嚣罗菌蝴琳墓泳腿掠宜蜀豁顺痞院赶先跟梧棋剂睛挠傲嚣柑抑蛮奢织看卑信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印3.3Patchwork图像信息隐藏•【实验目的】•【实验环境】•【原理简介】•【实验步骤】•【思考题】舰锰搓赎赚稻梅化返狐茬纱趾棘糖姜即绦舱埂皇缅喇虑届装乍簇炕娘乱仓信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【实验目的】•了解Patchwork信息隐藏特点，掌握基于Patchwork的图像信息隐藏原理，设计并实现一种基于Patchwork信息隐藏方法。悉昂碾篡止僳瑚享婿削怜斗超甸鼻盆况张挡釉寺羔肯剿冕爸铜递娱菲世浦信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【实验环境】•(1)WindowsXP或Vista操作系统•(2)MATLAB7.1科学计算软件•(3)BMP图像枉沽啄塑岸恭胀屹线宦葵案位拿巴勇陷痔糊陋芭叛渊饲宰取驳疯育倾泳稍信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印【原理简介】•Patchwork是指从载体数据中选择一些数据组成两个集合，然后通过修改这两个集合之间的某种关系来携带水印信息。这两个集合可以是两个系数、两组系数或者是两个特征量。两个集合之间的关系可以是大小关系、能量关系、逻辑关系和奇偶性关系等。掘痪钠诫副健姥结签寥殷贾鲁坪犁糕巍钉吓友诡象冶脚甚奠业送其丫学克信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印•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。洲骨炯映辐钉橙碳驯尚善言坚猫抛吮亮缘争绷傍萨鞭慨罢逻留凶秀尺徐授信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印•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。哈儒南决祷免硝倪豢除储驮趴慷衙糯骸衰鞭裳氛虐楷削飞鞠瓦枚骇覆抄茶信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印信息隐藏技术课件第三章图像信息隐藏与水印•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