DCT域数字图像隐写实现与讨论解析
基于DCT的JSteg隐写及分析

基于DCT的JSteg隐写及分析一、摘要 (1)二、引言 (3)三、JSteg隐写 (4)3.1 JSteg简介 (4)3.2 JSteg算法 (5)3.3 JSteg隐写过程 (6)四、JSteg隐写检测 (7)4.1基于小波特征函数统计矩的隐写分析··74.2基于支持向量机的多特征盲检测算法 (9)五、总结 (10)【参考文献】 (11)附录 (12)JSteg隐写代码(matlab) (12)一、摘要JPEG是互联网上最为常见的一种图像格式,而DCT变换是JPEG压缩采用的重要技术之一,在DCT变换系数(DCT域)上隐藏信息是常见的数字隐写方式。
DCT(Discrete Cosine Transform,离散余弦变换)是一种实数域变换,其变换核为实数余弦函数。
作为DCT变换的方法之一,JSteg是一种采用JPEG图像作为载体的隐写软件,其算法实际上就是将空域LSB替换隐写应用到JPEG图像上。
主要思想是:将一个二进制位的隐秘信息嵌入到量化后的DCT系数的LSB上,但对原始值为.1、0、1的DCT系数例外,提取隐秘信息时,只需将载密图像中不等于.1、O、l的量化DCT系数的LSB 逐一取出即可。
JSteg算法虽然简单易用,但由于其会引起系数直方图出现值对区域相等的特点,用卡方分析可以很容易的检测到秘密信息的存在,因此其安全性较差。
关键词:JPEG DCT JSteg 实数余弦函数Based on the analysis of DCTsteganographyAbstractJPEG is the Internet's most common image format, JPEG compression and the DCT is one of the key technology used in the DCT coefficients (DCT domain) on the hidden information is a common digital steganography way. DCT (Discrete Cosine Transform, Discrete Cosine Transform) is a real domain transform, which is a real number cosine transform kernel functions. As one method of DCT, JSteg aJPEG image using steganography software as a carrier, the algorithm will actually replace airspace LSB steganography applied to JPEG images. The main idea is: to embed a bit of secret information to the LSB of quantized DCT coefficients, but the original value. 1,0,1 DCT coefficients exception when extracting hidden information, simply stego image is not equal. 1, LSB O, l quantized DCT coefficients can be taken out one by one. JSteg algorithm is simple and easy to use, but because it will cause the value of the coefficient equal to the regional characteristics of the histogram appears chi-square analysis can easily detect the presence of secret information, so the security is poor.Keywords: JPEG DCT JSteg real cosine function二、引言作为信息安全的分支,隐写技术主要是针对图片等外在特征较为明显的载体写入想要隐藏的信息,用以达到信息隐藏的目的。
信息隐藏实验报告DCT算法

《信息隐藏技术》实验报告实验2:DCT信息隐藏实验杭州电子科技大学网络空间安全学院一、实验目的1.主要内容对图像进行DCT信息隐藏实验。
2.基本要求要求学生能够将信息嵌入图像并成功提取出来。
二、实验内容及实现过程步骤1.水印嵌入算法应用DCT算法实现水印嵌入。
读入原始图像和水印,将水印图像二值化,将原图分成若干个8X8的矩阵,分别做DCT变换,然后将(3,3)位置的像素点根据水印上相同位置的像素置为10和-10,(1换为10,0换为-10),进行DCT反变换(idct())得到嵌入水印后的图像;原始图像水印图像嵌入水印的图像2.水印提取算法DCT算法实现水印/Logo的提取将嵌入水印的图像分为若干个8X8像素矩阵,分别进行dct变换,取出(3,3)位置的像素值,进行判断,若大于0则将水印图像相同位置处像素赋值为1,小于0赋值为0,即可从嵌入图像中提取出水印图像;从嵌入水印的图像中提取的水印三、实验结果分析1.不可感知性原始图像与水印嵌入后图像的对比(PSNR)。
读入原图和嵌入水印后的图像,使用psnr()函数,得到输出结果为39.3781;分析:因为结果大于35,所以嵌入的水印不可感知度还是很高的2.鲁棒性水印嵌入后图像经过噪声、压缩等处理后水印的提取效果。
修改代码,使其将处理结果输出为文件格式,得到如下结果噪声处理imnoise(wp,'gaussian',0,0.0002);imnoise(wp,'gaussian',0,0.002);压缩处理imwrite(wp,'123.jpg','quality',50);四、实验小结邢征宇:水印的嵌入和提取刘煜程:不可感知性的分析单志晗:加造分析梁经纬:压缩分析实验结论:DCT变换在数字水印中的应用很有效,具有难以识别和分析的特性,相对于LSB算法,它是在频域上嵌入水印,具有更高的隐秘性理解:在实验过程中,通过查找资料,发现了被嵌入的水印不只局限于图片,文字信息和其他数字信息同样可以作为水印被嵌入到图像中,让我们发现了数字水印作为信息加密和信息认证技术中的强大之处,加深了我们对信息隐藏技术的理解。
基于DCT零树的图像隐写算法

Ke wo ds:z rte s ic ee c sn r n f r ;c e c e t so a ;b o k n fe t tg n — y r e or e ;d s r t o i e ta so m o f in s hitg ms lc i g efc ;se a o i r r phc a o h g a i g rt m;r b sn s l i o u tes
V0 . 2 13 No 1 . Fe b. 2 0 08
基 于 DC T零树 的 图像 隐 写算 法
孙 子 文 , 志成 纪
( 南大学 通信与控制工程学 院, 苏 无锡 242 ) 江 江 112
摘
要 : 文在研 究图像 离散余 弦 变换 ( C ) 该 D T 系数零 树 的 基础 上 , 出 了一种 新 的 图像 隐写 算 提
S i n,J e g c
( col f o m n ai n o t l n ier g J n nn U i r t, x 2 4 2 , hn ) S h o o m u i t nadC nr gne n , i g a nv s y Wui 1 12 C ia C c o oE i a ei Abta t ae nzrt e ftedsrt cs et nf n D T)ee i t,anv l m g src :B sdo eo eso i e oi r s r1( C r h c e n a o o侬ce s oe i ae n
由于 D T良好 的 不相 关 性 和 能量 压 缩 特性 , C D T编 码 已 经 成 为 图 像 编 码 中 的 实 际 标 准 ( C 如 JE 。19 P G) 9 3年 S ai hpr o提出嵌入式 零树 小波 编码 算 法 ( Z ) , 多算 法 围绕 D EW ¨后 很 WT展 开 ,ad Si
毕业设计毕业论文基于dct变换的图像信息隐藏技术[管理资料]
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本科生毕业设计基于DCT变换的图像信息隐藏技术独创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文(设计)是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
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本人论文(设计)中有原创性数据需要保密的部分为(如没有,请填写“无”):签名:年月日指导教师签名:年月日摘要随着因特网和多媒体技术的飞速发展,多媒体信息的交流日益广泛,信息技术给人们的生活带来了很大的便利,但是由此引发的安全问题也越来越严重。
信息隐藏技术是20世纪90年代中后期发展起来的信息安全领域的一门新兴交叉学科,是信息安全领域的一个重要分支,现已成为信息技术领域的一大研究热点。
本文主要研究以数字图像为载体的信息隐藏技术。
本文的主要内容如下:(1)首先对信息隐藏技术的概念、理论、特点及其发展历史和国内外现状进行分析和论述。
(2)对目前流行的信息隐藏的实现方法做了简介及比较。
(3)提出了一种具体的信息隐藏算法:离散余弦变换(DCT),是一种基于频域的图像水印技术,它的隐藏效果好,人眼几乎无法察觉与原始图像的区别。
关键词:图像;信息隐藏技术;数字水印技术;DCTAbstractWith rapid development of the Internet and the multimedia technology, the exchange of multimedia information increasingly widespread, the information technology is a big convenience to people's lives, but safety is sues arising more and more serious.Information Hiding technology developed in late 90s is a interdisciplinary of information security field, it is an important branch of information technology and has become a major research focus. This paper studies digital images as carriers of information hiding technology.The main contents are as follows:(1)First of all, give the concept, theories, characteristics and development history and current situation analysis and discussion of information hiding technology.(2)Make introduction and comparison of implementation of the current popular methods of information hiding.(3)Proposed a specific algorithm of information hiding: discrete cosine transform(DCT),is based on frequency domain image watermark technology, it has good hidden effect, the discrimination to original image is almost unobservable to human eyes.Keywords: Image; Information hiding; Digital Watermark; DCT目录1 绪论 (1)引言 (1)信息隐藏的国内外研究现状 (1)信息隐藏的应用领域 (1)本文的主要内容、构成及研究方法 (2)2 信息隐藏技术综述 (3)信息隐藏技术的概念和特点 (3)信息隐藏技术的基本概念 (3)信息隐藏技术的特点 (3)信息隐藏的主要方法技术 (4)数字水印 (4)隐写术 (4) (5)版权标识 (5)信息隐藏技术的研究方法 (5)本章小结 (6)3 基于图像的信息隐藏方法概述 (6)数字水印概述 (6)数字水印的基本原理和模型 (6)数字水印的特点 (7)数字水印的应用 (8)数字水印的经典算法 (9)空域嵌入数字水印算法 (9) (10)两种嵌入域算法的比较 (10)本章小结 (11)4 基于DCT系数的信息隐藏算法 (11)离散余弦DCT变换 (11)信息隐藏嵌入位置的选定 (12) (12)嵌入隐秘信息位置的选取 (13)基于DCT隐秘信息的嵌入算法研究 (14)基于DCT隐秘信息的提取算法 (14)仿真结果分析 (15)仿真实验结果 (15)算法性能分析 (16) (18)5 总结 (18)参考文献 (19)附录A源程序 (20)致谢 (26)1 绪论引言随着数字技术的快速应用和互联网技术的普及,使人们的工作及生活得到了很大的便利。
3.数字图像典型隐写术

➢ 提取过程中可能需要(或不需要)原始载体对象c, 这取决于A,B双方约定的信息嵌入算法。
一、数字隐写的基本原理
不可视通信对载体的要求
➢ 在载体信息源的产生上也应该建立一些约束,并不是所有 的数据都可以作为不可视通信的载体的;
Ps:集合C上的概率分布;
设集合Q上的两个分布p1和p2,它们之间的熵定义为:
D( p1
p2 ) p1(q)log2
p1 (q) p2 (q)
上式是用来衡量两个概率分布的一致程度的,可以 用来度量嵌入过程对概率分布pc的影响。
一、数字隐写的基本原理
隐写系统的安全性
➢ 绝对安全:一个数字隐写系统,若有D(pc║ps)≤ε,则称抵 御被动攻击是ε-安全的。若有ε=0,则称是绝对安全的。
高的概率检测出隐藏的秘密信息。这正是隐写者们 所期望的。
一、数字隐写的基本原理
隐写系统的分类
➢ 根据密钥的使用情况数字隐写系统大致可以分为无密钥数字隐写、 私钥数字隐写和公钥数字隐写等三类。
➢ 如果一个数字隐写系统不需要预先约定密钥,称其为无密钥数字 隐写系统。
➢ 对于一个五元组C, M, E, C, D而言, 满足CM,E: CMC是嵌入函数, D: CM是提取函数,如果对所有m∈M 和c∈C恒有:D(E(c,m))=m,则称该五元组为无密钥数字隐写
隐写系统模型
➢ 数字隐写系统由信息的嵌入、传输和提取等几部分组成,这与通信系统 的发送和接收类似。其中可将数字隐写的载体看作通信信道,将待隐藏 信息看作需要传递的信号,而信息的嵌人和提取分别看作通信中的调制 和解调过程。
基于DCT的JSteg隐写及分析

基于DCT的JSteg隐写及分析一、摘要 (1)二、引言 (3)三、JSteg隐写 (4)3.1 JSteg简介 (4)3.2 JSteg算法 (4)3.3 JSteg隐写过程 (6)四、JSteg隐写检测 (7)4.1基于小波特征函数统计矩的隐写分析 (7)4.2基于支持向量机的多特征盲检测算法 (9)五、总结 (10)【参考文献】 (11)附录 (12)JSteg隐写代码(matlab) (12)一、摘要JPEG是互联网上最为常见的一种图像格式,而DCT变换是JPEG 压缩采用的重要技术之一,在DCT变换系数(DCT域)上隐藏信息是常见的数字隐写方式。
DCT(Discrete Cosine Transform,离散余弦变换)是一种实数域变换,其变换核为实数余弦函数。
作为DCT变换的方法之一,JSteg是一种采用JPEG图像作为载体的隐写软件,其算法实际上就是将空域LSB替换隐写应用到JPEG图像上。
主要思想是:将一个二进制位的隐秘信息嵌入到量化后的DCT系数的LSB上,但对原始值为.1、0、1的DCT系数例外,提取隐秘信息时,只需将载密图像中不等于.1、O、l的量化DCT系数的LSB逐一取出即可。
JSteg算法虽然简单易用,但由于其会引起系数直方图出现值对区域相等的特点,用卡方分析可以很容易的检测到秘密信息的存在,因此其安全性较差。
关键词:JPEG DCT JSteg 实数余弦函数Based on the analysis of DCTsteganographyAbstractJPEG is the Internet's most common image format, JPEG compression and the DCT is one of the key technology used in the DCT coefficients (DCT domain) on the hidden information is a common digital steganography way. DCT (Discrete Cosine Transform, Discrete Cosine Transform) is a real domain transform, which is a real number cosine transform kernel functions. As one method of DCT, JSteg a JPEG image using steganography software as a carrier, the algorithm will actually replace airspace LSB steganography applied to JPEGimages. The main idea is: to embed a bit of secret information to the LSB of quantized DCT coefficients, but the original value. 1,0,1 DCT coefficients exception when extracting hidden information, simply stego image is not equal. 1, LSB O, l quantized DCT coefficients can be taken out one by one. JSteg algorithm is simple and easy to use, but because it will cause the value of the coefficient equal to the regional characteristics of the histogram appears chi-square analysis can easily detect the presence of secret information, so the security is poor.Keywords: JPEG DCT JSteg real cosine function 二、引言作为信息安全的分支,隐写技术主要是针对图片等外在特征较为明显的载体写入想要隐藏的信息,用以达到信息隐藏的目的。
一种DCT域的大容量图像隐写算法

比较 好 的感 知模 型 ( W a s n提 出的基 于 DCT 如 to
的视 觉 模型 ) ,经常被 信 号处理 和 图像处 理 所使 用 ,
常 用 于 对 信 号 和 图 像 ( 括静 止 图像 和 运 动 图 像 ) 包
进 行 有 损 数 据压 缩 ,J G、M P PE EG 和 H2 1 2 3 6 / 6
但 其 嵌 入信 息量 小 却 是 明显 的不 足 ,尤其 是 与 空域
2D CT域 隐 写
离散 余弦 变换 ( srt Coie Dicee sn Trn fr , a som
DC 由 Ah d等人于 1 7 T) me 9 4年提 出 ,是数 字 信号
2 0 2 .0 { 1
一
穰 取 的越小 ,可嵌 入 的秘密 信 息量就 越 多 ,实现 时
一
般取
= 0 4 .;
() 为 了保 证嵌 入 秘 密信 息 小 块 后对 原 位平 面 4
小块 复 杂度 的改 变不 至于 太大 ,需 要事 先把 秘 密小
幅 5 2 1 X8的灰度 图像 在 满足 视 觉不 可 感知 l X5 2
5 2bt )i。 1 面 对 DCT域 图像 隐 写 算 法嵌 入 信 息 量 小 、很 难用 于隐 藏储 存和 隐蔽 通信 等 应用 场合 的不 足 ,提 高 D cT域 的 隐藏 容量 将 具 有重 要 的研 究意 义 和应
用价值 。
接 替 换 原 位 面 小 块 ;如 果其 复 杂 度小 于 或 等 于 ( ,则要 对秘 密小 块作 共轭 处理 ,共轭 处理 后 用 新 的小 块替 换原 位面小 块 即可 ; () 循 环 码 译码 回原 来 的二 进 制形 式 并 重组 成 5 载密 图像
DCT变换的图像信息隐形水印技术资料

基于DCT域水印技术的图像信息隐藏方法研究摘要:数字水印是将特定的数字信息(水印)隐藏于数字化的多媒体数据(如图像、声音、视频和文本等)中,而不影响原数据的效果,并且可以从这些数据信息中部分地或全部地恢复出来,以达到版权保护的目的。
作为一门新兴的学科,数字水印有许多理论与实际技术问题善待解决。
本文主要是改进目前许多图像隐形水印算法在嵌入强度和含水印图像的质量评价等方面存在的问题,设计了一个较完整的基于DCT域的图像隐形水印算法,使该算法较好地兼顾不可感知性、稳健性和安全性。
本算法在充分考虑人类视觉系统掩蔽特性的基础上,首先把原图像各8×8块按Hilbert扫描顺序排列, 然后在原图像分块的Hilbert序列中选取一块图像的DCT域的三个中频分量之间嵌入水印。
嵌入水印具有很好的透明性,水印嵌入强度是与原图像特征相自适应的。
同时,水印的提取无须求助于原图像。
此外,实验结果也证明,该方法对图像调整、JPEG压缩和锐化图像等攻击具有较高的鲁棒性,是一种行之有效的水印嵌入方法。
关键词:DCT;水印;信息隐藏;鲁棒性;不可见性,嵌入强度;离散余弦变换;DCT-based domain of information hiding technologyimage watermarking method researchAbstract: Digital watermarking is a particular digital information (watermark) hiding in digital multimedia data (such as images, sounds, video and text, etc.), without affecting the original data, results, and information from these data, in part or All resume out in order to achieve the purpose of copyright protection. As an emerging discipline, digital watermarking has many theoretical and practical kind to solve technical problems. Of this paper is to improve the current number of invisible image watermarking algorithm in the containing watermark embedding strength and image quality evaluation of existing problems, designed a more complete image based on DCT domain invisible watermarking algorithm, so that the algorithm has better balance can not be perceived Xing, robustness and security.The algorithm taking full account of the human visual system masking, based on the first of the original image of 8 × 8 Kuai by Hilbert scan order, and then in the original image sub-block Hilbert select an image sequence of DCT-3 IF components of the between the embedded watermark. Embedded watermark has good transparency, watermark embedding strength is adaptive characteristics of the original image. Meanwhile, the watermark extraction is no need to resort to the original image. In addition, the experimental results also show that the method of image adjustment, JPEG compression, and sharpening images have a high attack robustness, is an effective method of watermark embedding.Keywords: DCT; watermark; information hiding; robustness; invisibility, embedding strength; discrete cosine transform;目录1引言............................................................................................................................................. - 4 -1.1数字水印信息隐藏技术简介. (4)1.2课题的研究背景 (5)1.3行业发展现状 (6)1.4本课题的研究目标和主要内容 (7)2图像隐形水印技术..................................................................................................................... - 7 -2.1DCT变换的基本原理:.. (8)2.2DCT域水印算法的特点 (10)2.3图像隐形水印的性能评估 (11)2.3.1水印的稳健性分析 ................................................................................................... - 11 -2.3.2图像质量评价方法 .................................................................................................. - 12 -2.3.3水印的性能测试 ...................................................................................................... - 13 -3基于DCT域的图像隐形水印算法实现 ................................................................................ - 15 -3.1问题分析 (15)3.1.1水印嵌入位置的选择 .............................................................................................. - 15 -3.1.2含水印图像的质量评价 .......................................................................................... - 16 -3.2水印的制作 .. (20)3.2.1水印信号的预处理 .................................................................................................. - 20 -3.2.2水印的嵌入.............................................................................................................. - 21 -3.3水印的提取 .. (23)3.4水印的检测 (24)4仿真分析................................................................................................................................... - 24 -4.1水印的性能测试 (25)4.2实验结果分析 (26)4.3水印图像抗攻击性能实验 (27)5小结与致谢............................................................................................................................... - 28 -5.1致谢 .. (28)6参考文献................................................................................................................................... - 29 -1引言1.1 数字水印信息隐藏技术简介随着信息科技的不断发展,信息隐藏技术作为隐蔽通信和知识产权保护的重要手段而被广泛应用。
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组员: 李德力 李代君 龚小彪 周晓明
DCT原理
离散余弦变换(DCT)是一种实数域变换,其变换 核为实数余弦函数。对一幅图像进行 DCT变换后,许 多有关图像的重要可是信息都集中在DCT变换的一小 部分系数中。 JPEG是互联网上最为常见的图像格式,而DCT变换 是JPEG压缩 采用的重要技术之一,在DCT域上隐写 信息是常见的数字隐写方式。
F5的特点
隐藏信息量大 高效 抵抗x2检测 利用了常见的图像格式(JPEG)
OutGuess隐写
和JSteg相同的是,OutGuess也是在量化后不为0或1的DCT系数的 LSB嵌入秘密信息。不同的是OutGuess在选取冗余比特时,尽量选取 与秘密信息较为仅仅的冗余比特序列,而且在嵌入后要对嵌入引起的 直方图改变进行修正。 OutGuess算法是Niels Provos针对Jsteg类算法的缺陷提出的一种方 法,主要分两个部分: 嵌入过程不修改DCT系数值为0,1的DCT系数,利用伪随机数发 生器产生间隔以决定下一个要嵌入的DCT系数的位置。(随机间 隔) 纠正过程消除对效应的出现,方法是利用那些未被修改的DCT系 数进行修改来维持直方图保持不变
JSteg的特点
简单,易于实现 客观的嵌入容量 由于DCT系数统计直方图的异常,可以很容易被卡方分析 检测出秘密信息的存在,因此安全性很差。
F5隐写
F5是由德国著名学者Pfitzmann和Westfeld在2001年提出的。是一 种针对JPEG图像,可以提供较大的嵌入容量、抗x2检测的隐写算法 。具有较高的安全性,他能够保持JPEG图像的DCT系数直方图的特 性,并且对图像的更改相对较小。 算法描述: 首先由用户输入的密码产生一组随机序列,利用该随机序列来随机选 择 量化DCT系数的非零交流系数。 然后对选中的DCT系数进行分组,每组包含2k-1个DCT系数,用以嵌 入k比特信息。 最后利用矩阵编码来嵌入信息
MB隐写
Phil Sallee于2004年提出了基于模型(MB)的隐写框架,是隐写安 全性研究成果与隐写方法设计的良好结合。 基本思想: 将载体信安建模为由两部分组 成的随机变量X=( Xdet,Xindet),其中Xdet和Xindet分别表示确定的和非确定的部分 。隐写时,只更改Xindet,从而保持它的分布不变,而且将确保隐秘 对象的非确定部分服从一定的分布模型。
JSteg隐写实例
利用JPHide&seek工具进行隐写
F5隐写实例
程序目录:
键入隐写命令
原目录中出现新的jpg图像,即隐写后的图像out.jpg
将隐写前后两张图片进行对比:
隐写前 隐写后
键入提取命令
将提取的信息与隐写的信息对比:
谢谢欣赏
典型的几种DCT域隐写方法:
1、 JSteg隐写 2、 F5隐写 3、 OutGuess隐写 4、 MB隐写
JSteg隐写
Jsteg隐写实质上就是将空域LSB替换隐写应用到JPEG图 像上。主要思想是:用秘密信息比特直接替换JPEG图像 中量化后的DCT系数的最低比特位,但不在量化后值为0 或1的DCT系数中嵌入信息。提取信息时,只是将隐秘图 像中不等于0或1的量化DCT系数的LSB取出即可。