信息隐藏实验3  DCT域水印算法

实验目的

一、熟悉变换域隐秘技术

二、使用DCT变换在图片中嵌入和提取文本水印

实验要求

一、要求能够利用C/C++、Matlab等高级编程语言编写基本的算法程序，并通过调试、运行程序。

二、上交实验报告

实验内容

实验3.1：使用LSB上的顺序嵌入算法，将秘密消息文本隐藏于载体图像中。

(1)用imread()函数读取一个宿主图像

(2)对该图像进行DCT变换，形成64像素的小块

(3)将水印信号嵌入DCT系数的中频部位

(4)进行DCT逆变换，得到嵌入水印后的图像

载体图片：lenna.jpg

实验3.2：提取实验3.1生成的隐蔽图像中上的秘密消息文本。

参考程序1

%;文件名：hidedctadv.m

%函数功能：本函数用于DCT域的信息隐藏

%输入格式举例：[count,msg,data]=hidedctadv('lenna.jpg','1.jpg','1.txt',1982,1);

%参数说明：

%image为载体图象

%imagegoal为藏有秘密信息的载体，即隐秘载体

%msg为待隐藏的信息

%key为密钥，用来控制随机选块

%alpha为控制量，用来保证编码的正确性

%count为待隐藏信息的长度

%result为隐藏结果

function [count,msg,result]=hidedctadv(image,imagegoal,msg,key,alpha)

%按位读取秘密信息

frr=fopen(msg,'r');

[msg,count]=fread(frr,'ubit1');

fclose(frr);

data0=imread(image);

%将图象矩阵转为double型

data0=double(data0)/255;

%取图象的一层做隐藏

data=data0(:,:,1);

%对图象分块

T=dctmtx(8);

%对分块图象做DCT变换

DCTrgb=blkproc(data,[8 8],'P1*x*P2',T,T');

DCTrgb0=DCTrgb;

%产生随机的块选择,确定图像块的首地址

[row,col]=size(DCTrgb);

row=floor(row/8);

col=floor(col/8);

a=zeros([row col]);

[k1,k2]=randinterval(a,count,key);

for i=1:count

k1(1,i)=(k1(1,i)-1)*8+1;

k2(1,i)=(k2(1,i)-1)*8+1;

end

%信息嵌入

temp=0;

for i=1:count

if msg(i,1)==0

if DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1)>DCTrgb(k1(i)+3,k2(i)+2)

temp=DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1);

DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1)=DCTrgb(k1(i)+3,k2(i)+2);

DCTrgb(k1(i)+3,k2(i)+2)=temp;

end

else

if DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1)

temp=DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1);

DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1)=DCTrgb(k1(i)+3,k2(i)+2);

DCTrgb(k1(i)+3,k2(i)+2)=temp;

end

end

if DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1)>DCTrgb(k1(i)+3,k2(i)+2)

DCTrgb(k1(i)+3,k2(i)+2)=DCTrgb(k1(i)+3,k2(i)+2)-alpha;%将原本小的系数调整得更小

else

DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1)=DCTrgb(k1(i)+4,k2(i)+1)-alpha;

end

end

%信息写回保存

DCTrgb1=DCTrgb;

data=blkproc(DCTrgb,[8 8],'P1*x*P2',T',T);

result=data0;

result(:,:,1)=data;

imwrite(result,imagegoal);

参考程序2

%文件名：extractdctadv.m

%函数功能：本函数用于DCT隐藏信息的提取

%输入格式举例：tt=extractdctadv('lennahide.jpg','2.txt',1982,40)

%参数说明：

%image为已经藏有信息的图象

%permission为图象格式

%msg为提取信息存放的位置

%key为密钥，用来控制随机选块

%count为信息的比特数，由藏入方给出

function result=extractdctadv(image,msg,key,count)

data0=imread(image);

data0=double(data0)/255;

%用图象第一层做提取

data=data0(:,:,1);

%分块做DCT变换

T=dctmtx(8);

DCTcheck=blkproc(data,[8 8],'P1*x*P2',T,T');

%产生随机的块选择,确定图像块的首地址

[row,col]=size(DCTcheck);

row=floor(row/8);

col=floor(col/8);

a=zeros([row col]);

[k1,k2]=randinterval(a,count,key);

for i=1:count

k1(1,i)=(k1(1,i)-1)*8+1;

k2(1,i)=(k2(1,i)-1)*8+1;

end

%准备提取并回写信息

frr=fopen(msg,'a');

for i=1:count

if DCTcheck(k1(i)+4,k2(i)+1)<=DCTcheck(k1(i)+3,k2(i)+2)

fwrite(frr,0,'bit1');

result(i,1)=0;

else

fwrite(frr,1,'bit1');

result(i,1)=1;

end

end

fclose(frr);

参考程序3

%文件名:randinterval.m

%函数功能:本函数将利用随机序列进行间隔控制,选择消息隐藏位.

%输入格式举例:[row,col]=randinterval(test,60,1983)

%参数说明:

%matrix为载体矩阵

%count为要嵌入的信息的数量(要选择的像素数量)

%key为密钥

%row为伪随机输出的像素行标

%col为伪随机输出的像素列标

function [row,col]=randinterval(matrix,count,key)

%计算间隔的位数

[m,n]=size(matrix);

interval1=floor(m*n/count)+1;

interval2=interval1-2;

if interval2<=0

error( '载体太小不能将秘密信息隐藏进去!' );

end

%生成随机序列

rand('seed',key);

a=rand(1,count);

%初始化

row=zeros([1 count]);

col=zeros([1 count]);

%计算row和col

r=1;

c=1;

row(1,1)=r;

col(1,1)=c;

for i=2:count

if a(i)>=0.5

c=c+interval1;

else

c=c+interval2;

end

if c>n

r=r+1;

if r>m

error( '载体太小不能将秘密信息隐藏进去!' );

end

c=mod(c,n);

if c==0

c=1;

end

end

row(1,i)=r;

col(1,i)=c;

end