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DCT隐写术
EN

Stack Overflow用户
提问于 2019-11-17 10:45:13
回答 1查看 270关注 0票数 1

我试图完成DCT隐藏项目和一些问题的发生。有人能帮我吗?我所做的:

1)将图像分割成8x8像素

代码语言:javascript
运行
复制
public BufferedImage[] getBlocksOfImage(BufferedImage image){
    int width = image.getWidth();
    int height = image.getHeight();
    int arrayIndex = 0;
    //TODO specify dynamic length
    //TODO for 512x512 --> 4096 (8x8 block)
    BufferedImage[] blocksOfImage = new BufferedImage[4096];
    for (int i = 0; i<width; i=i+8) {
        for (int j = 0; j<height; j=j+8) {
            blocksOfImage[arrayIndex] = image.getSubimage(i,j,8,8);
            arrayIndex++;
        }
    }
    return blocksOfImage;
}

2)使用以下方法计算每个块的矩阵:

代码语言:javascript
运行
复制
//get matrix of pixels (used in DCT]
public int[][] getMatrixPixels(BufferedImage image){
    int[][] matrixPixels = new int[image.getWidth()][image.getHeight()];
    for (int i = 0; i < matrixPixels[0].length; i++) {
        for (int j = 0; j < matrixPixels.length; j++) {
            matrixPixels[i][j] = image.getRGB(i, j);
        }
    }
    return matrixPixels;
}

3)从块中,我得到了使用以下方法计算的DCT矩阵:

代码语言:javascript
运行
复制
public double[][] getDTCTransformMatrix(int[][] imageMatrix){

    double[][] dctTransformMatrix = new double[m][n];
    double ci, cj, tmpDCTValue, tmpSum;
    tmpSum = 0;

    //TODO simplify 4x for --> BAD
    //TODO consulting
    for(int i = 0; i<m; i++) {
        for(int j = 0; j<n; j++) {

            if (i == 0){
                ci = 1 / Math.sqrt(m);
            } else {
                ci = Math.sqrt(2) / Math.sqrt(m);
            }
            if (j == 0){
                cj = 1 / Math.sqrt(n);
            } else {
                cj = Math.sqrt(2) / Math.sqrt(m);
            }

            for (int i_image = 0; i_image < m; i_image++) {
                for (int j_image = 0; j_image < n; j_image++) {

                    tmpDCTValue = imageMatrix[i_image][j_image] *
                            Math.cos((2 * i_image + 1) * i * Math.PI / (2 * m)) *
                            Math.cos((2 * j_image + 1) * j * Math.PI / (2 * n));
                    tmpSum += tmpDCTValue;
                }
            }
            dctTransformMatrix[i][j] = ci * cj * tmpSum;
        }
    }
    return dctTransformMatrix;
}

以下是我的问题:

1)应该将什么传递到getDTCTransformMatrix()函数中?现在我正在传递像素的整数值,我认为这是错误的。我看到了一些例子,其中的人传递值从0-255,所以我应该把图像转换为灰度吗?或者我应该为每种颜色(R,G,B)做这件事?

2)执行getDTCTransformMatrix()后,得到双矩阵。如何编辑双值LSB?这是正确的做法吗?

3)当我将一个双值的LSB改变之后,我下一步应该做什么?如何确保信息存储在图像中。

谢谢大家的回答:)

--编辑--

我已经编辑了代码,现在我分别传递每个通道(R、G、B),并添加了以下函数:

代码语言:javascript
运行
复制
public int[][] getQuantiseCoefficients(double[][] DTCTransformMatrix) {
    int[][] quantiseResult = new int[DTCTransformMatrix.length][DTCTransformMatrix[1].length];
    int[][] quantiseMatrix =   {{16, 11, 10, 16, 24, 40, 51, 61},
                                {12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55},
                                {14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56},
                                {14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62},
                                {18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77},
                                {24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92},
                                {49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101},
                                {72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99}};

    //TODO delete static 8
    for (int i = 0; i<8; i++) {
        for (int j = 0; j<8; j++) {
            //Bij = round(Gij/Qij)
            quantiseResult[i][j] = (int)Math.round(DTCTransformMatrix[i][j]/quantiseMatrix[i][j]);
        }
    }
    return quantiseResult;
}

以及添加以下信息:

代码语言:javascript
运行
复制
public ArrayList<int[][]> addMessageFirst(ArrayList<int[][]> quantiseMatrixRGB, String message) {
    Utils utils = new Utils();
    int bitTextShift = 7;
    int byteTextShift = 0;
    byte[] textByteArray = text.getBytesFromText(message);

    for (int i = 0; i < textByteArray.length*8; i++) {
        byte[] firstValueByte = utils.integerToByte(quantiseMatrixRGB.get(i)[0][0]);

        firstValueByte[3] = (byte) ((firstValueByte[3] & 0xFE) | ((int) textByteArray[byteTextShift] >>> bitTextShift) & 1);
        if (bitTextShift <= 0) {
            bitTextShift = 7;
            byteTextShift++;
        } else {
            bitTextShift--;
        }
    }
    return quantiseMatrixRGB;
}

一切看起来都很好,但是现在我正在努力把一个图像重新组合起来。我所做的代码如下,但我认为这是相当困难的。难道没有更简单的方法吗?

例如,通过使用一些已经创建的JPEG编码器?

代码语言:javascript
运行
复制
public int[][] revertGetQuantiseCoefficients (int[][] quantiseMatrixRGB) {
    int[][] quantiseMatrix =   {{16, 11, 10, 16, 24, 40, 51, 61},
                                {12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55},
                                {14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56},
                                {14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62},
                                {18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77},
                                {24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92},
                                {49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101},
                                {72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99}};
    for (int j = 0; j<8; j++) {
        for (int k = 0; k<8; k++) {
            quantiseMatrixRGB[j][k]=quantiseMatrixRGB[j][k]*quantiseMatrix[j][k];
        }
    }
    return quantiseMatrixRGB;
}

public int[][] revertGetDTCTransformMatrix(int[][] quantiseMatrixRGB) {
    double[][] dctTransformMatrix = new double[m][n];
    double ck, cl, tmpDCTValue, tmpSum;
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                tmpSum = 0;
                for (int i_image = 0; i_image < m; i_image++) {
                    for (int j_image = 0; j_image < n; j_image++) {

                        if (i_image == 0) {
                            ck = 1 / Math.sqrt(m);
                        } else {
                            ck = Math.sqrt(2) / Math.sqrt(m);
                        }
                        if (j_image == 0) {
                            cl = 1 / Math.sqrt(n);
                        } else {
                            cl = Math.sqrt(2) / Math.sqrt(n);
                        }

                        tmpDCTValue = quantiseMatrixRGB[i_image][j_image] *
                                Math.cos((2 * i_image + 1) * i * pi / (2 * m)) *
                                Math.cos((2 * j_image + 1) * j * pi / (2 * n));
                        tmpSum = tmpSum + ck*cl*tmpDCTValue;
                    }
                }
                dctTransformMatrix[i][j] =  tmpSum;
            }
        }
    return quantiseMatrixRGB;
}

public int[][] getMergeRGB (int[][] r, int[][] g, int[][] b) {
    int[][] mergeRGB = new int[r.length][r[1].length];
    for (int i = 0; i<8; i++) {
        for(int j = 0; j<8; j++) {
            mergeRGB[i][j] = r[i][j];
            mergeRGB[i][j] = (mergeRGB[i][j]<<8) + g[i][j];
            mergeRGB[i][j] = (mergeRGB[i][j]<<8) + b[i][j];
        }
    }
    return mergeRGB;
}

public BufferedImage getPixelBlock (int[][] mergeRGB) {
    BufferedImage bi = new BufferedImage( 8, 8, BufferedImage.TYPE_INT_RGB );
    final int[] a = ( (DataBufferInt) bi.getRaster().getDataBuffer() ).getData();
    System.arraycopy(mergeRGB, 0, a, 0, mergeRGB.length);
    return bi;
}

public BufferedImage joinImages (BufferedImage subImage) {


    return null;
}
}

我很难把BufferedImage subImages重新组合起来。有什么想法吗?

非常感谢您的时间和负担。

EN

回答 1

Stack Overflow用户

回答已采纳

发布于 2019-11-17 15:33:29

看来你是在做JPEG密写。编写jpeg编码器的标准非常复杂,因此更容易借用已经编写的jpeg编码器,并对其进行任何小的修改,从而将隐藏算法注入其中。

我已经已应答了一个类似的问题,我简要地总结了算法的要点,并在java中展示了一个例子。

了解这一过程的一个良好开端是在JPEG编码上的维基百科上。这应该能回答你提出的所有问题,但我也会在这里讨论它们。

应该将什么传递到getDTCTransformMatrix()函数中?现在我正在传递像素的整数值,我认为这是错误的。我看到了一些例子,其中的人传递值从0-255,所以我应该把图像转换为灰度吗?或者我应该为每种颜色(R,G,B)做这件事?

是的,您可以单独处理每个彩色平面的传递整数值。它既可以在RGB中也可以在YCrCb中。它也可以是从0到255,或者集中在0附近,即-127,128。之所以选择YCrCb,是因为一些频道可以被压缩得更多,而不会因为我们的眼睛的工作方式而造成任何明显的质量损失。将数字的范围移到0附近,就意味着得到的DCT系数会有更小的值,存储的比特也会更少。

在执行getDTCTransformMatrix()之后,我得到了双矩阵。如何编辑双值LSB?这是正确的做法吗?

这是JPEG编码的重点。你应该用一个特定的量化矩阵来量化系数(把它们转换成整数)。虽然有一个默认的程序,但各种程序都选择使用自定义程序。其思想是低频系数不会受到很大影响,而大多数高频系数可能变为0,这有助于最终文件大小变小。这是一个有损的过程,您应该在量化系数之后嵌入您的信息,因为其余的步骤都是无损的。

在我要改变一个双值的LSB之后,我下一步应该做什么?如何确保信息存储在图像中。

你把系数排列成一个字形,在一个一维,所以低频系数是第一位。然后,使用运行长度和Huffman编码的组合将该信息存储在文件中。该文件的二进制数据与原始像素(显然)或DCT系数的值没有任何相似之处。这是系数的压缩数据。

票数 3
EN
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原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/58899688

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