Question

数字图像LSB代码？

数字图像LSB代码谁会？

Answer 1

LSB算法是数字图像信息隐藏应用较早较普遍的算法[3]，是在图像信息的最不重要二进制位嵌入秘密信息。根据24位BMP图像文件的结构特点，每个文件只能非压缩地存放一幅彩色图像；文件头由54个字节的数据段组成，其中包含有该位图文件的类型、大小、图像尺寸及打印格式等；从第55个字节开始，是该文件的图像数据部分，由一系列的字节所组成，每连续3个字节便描述图像一个像素点的颜色信息，这三个字节分别代表蓝、绿、红三基色在此像素中的亮度。LSB算法是用图像数据部分每个字节中最低位来隐藏信息。这样每8个字节就可隐藏1个字节的信息[4]。
嵌入信息的方法为：首先，将待隐藏的秘密信息转化为二进制数据码流；然后，将BMP文件图像数据部分的每个字节的最低位替换为需隐藏的信息位。最后，原样复制其他不需要继续隐藏信息的原始数据。从对位图文件的分析，得知偏移量为0x06的4个字节为系统保留，可将被隐藏文件的大小写入该位置，以便提取信息时提前知道有用信息的长度，提高解码效率。对文件头部的其他50个字节，原样复制即可。隐藏过程如图1所示。

图1. LSB图像隐藏算法示意图
Fig.1 LSB data hiding algorithm
信息提取是把隐藏的信息从载体图像中读取出来，其过程和步骤正好与信息嵌入相反。首先，到隐藏信息后的图像文件的0x06处读取被隐藏信息的字节数；然后，从0x36处开始，求取BMP文件图像数据部分每个字节最低位，每够8个字节，便将输出的8位二进制数组成一个字节。经过上述处理，得到一系列8位二进制数，便是隐藏信息的代码，将代码转换成文本、或图像、或声音，就是隐藏的信息。提取过程如图2所示。
由于原始24位BMP图像文件隐藏信息后，其数据部分字节数值最多变化为1，该字节代表的像素颜色值最多只变化了1/256，所以，已隐藏信息的BMP图像与未隐藏信息的BMP图像，用肉眼是看不出差别的。将信息直接嵌入像素RGB值的优点是嵌入信息的容量与所选取的掩护图像的大小成正比。使用这种方法，一个大小为32k的24位BMP图像文件，可以隐藏约32k/8=4k的信息（忽略文件头不能隐藏数据的54个字节），该方法具有较高的信息隐藏率。

图2. LSB图像提取算法示意图
Fig.2 LSB data extracting algorithm
由于该算法是通过调整原始数据的最低位来隐藏信息，使一般用户对于隐藏信息，在视觉和听觉上很难察觉。但作为数字水印算法，该算法因其基本原理限制，所隐藏的数字水印信息是极为脆弱的，无法经受一些无损和有损的信号处理。
3 新的数字水印算法
这种技术的改进，是在基于LSB图像隐藏技术的基础上，对待隐藏的水印信息进行反复的隐藏，因为图片布满水印信息，所以，有很强的抗剪裁能力。
对载体图片进行剪裁后，极有可能会破坏水印信息原有的位置，使我们无法对水印信息进行定位，也就无从实现提取了。因此，这种算法的关键在于如何对水印信息进行同步。下面，提出一种同步的方法：
(1)在数字水印信息前依次连续写入同步信号0000,1111,1111数遍（4遍以上），然后写入前标识符1001,0001，再写入隐藏信息，最后写入后标识符1001,0001。
(2)读入被剪裁后的载体图片的信息位，如果首位是0则跳过，从非0的位开始读取，连续读入8位，判断该数据是否为同步字FF，如果不是同步字FF则继续从非0的位开始读其后的8位，直到连续读出2组同步字FF，证明已经同步，然后一直到读出前标识符，说明其后为隐藏信息位，读出数据，直到读入后标识符，说明隐藏信息已经完整的读完，至此读出一条完整的信息。如图3所示，无论从第1个同步字的任何一位开始读取，可以保证到第3个同步字时已经完成同步操作，第4个同步字完成确认同步并等待前标识的到来。