信息隱藏實驗指導(dǎo)手冊2015版_CSU

1、中南大學(xué)信息學(xué)院課程實驗手冊課程名稱： 信息隱藏2015年4月信息學(xué)院實驗0： Matlab圖像工具箱的使用一、 實驗?zāi)康脑搶嶒灋轵炞C性實驗。目的是通過實驗使學(xué)生了解Matlab語言，熟悉并掌握Matlab中有關(guān)圖像處理的常用語句，熟悉Matlab使用技巧，能夠用Matlab語言熟練地對數(shù)字圖像進(jìn)行各種處理。二、 實驗要求1、實驗前要做好充分準(zhǔn)備，包括：復(fù)習(xí)實驗所涉及的知識點，掌握Matlab編程語言和調(diào)試環(huán)境。2、實驗時注意記錄實驗過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題及解決問題的方法。3、理論聯(lián)系實際，認(rèn)真分析實驗結(jié)果，回答思考題。4、實驗后完成實驗報告，并附相關(guān)截圖。三、 實驗環(huán)境計算機（安裝Vi

2、sual C+ 6.0和Matlab 6.5以上版本）四、 實驗驗證原理常用的Matlab圖像處理命令 imread功能：從圖形文件中讀取圖像語法：A=imread(filename,fmt) imwrite功能：把圖像寫入圖形文件中語法：imwrite(A,filename,fmt) imshow功能：顯示圖像語法：imshow(A) im2uint8功能：轉(zhuǎn)換圖像矩陣為8位無符號整型語法：B=im2uint8(A) im2double功能：轉(zhuǎn)換圖像矩陣為取值范圍在0 1的雙精度型語法：B=im2double(A) plot(x,y)功能：繪制二維圖形的函數(shù), 若X，Y是向量，必須具有相同的

3、維數(shù)，且必須同是行向量或同是列向量，則以第一個變量為橫坐標(biāo)，以第二個變量為縱坐標(biāo)。語法：plot(x,y)五、 實驗內(nèi)容與步驟1、用Matlab編寫程序，讀出標(biāo)準(zhǔn)圖像lena.bmp，并在窗口顯示。2、讀出該圖像中第125行中第125174列的元素值，將其存儲在文件中。3、繪制lena圖像的直方圖。4、讀取lena圖像的數(shù)據(jù)，所有像素的最低位清0，在窗口顯示修改后的圖像。六、 實驗小結(jié)實驗一： 基于圖像的LSB信息隱藏一、 實驗?zāi)康脑搶嶒灋轵炞C性實驗。目的是通過實驗使學(xué)生掌握經(jīng)典信息隱藏算法，在Matlab環(huán)境下，編寫基于圖像的LSB信息隱藏算法程序。用Matlab函數(shù)實現(xiàn)LSB信息隱藏及提取

4、，并進(jìn)行分析。二、 實驗要求1、實驗前要做好充分準(zhǔn)備，包括：復(fù)習(xí)實驗所涉及的知識點，掌握Matlab編程語言和調(diào)試環(huán)境。2、實驗時注意記錄實驗過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題及解決問題的方法。3、理論聯(lián)系實際，認(rèn)真分析實驗結(jié)果，回答思考題。4、實驗后完成實驗報告，并附相關(guān)截圖。三、 實驗環(huán)境計算機（安裝Visual C+ 6.0和Matlab 6.5以上版本）四、 實驗原理隱秘算法核心是將我們選取的像素點的最不重要位依次替換成秘密信息,以達(dá)到信息隱秘的目的。嵌入過程包括選擇一個圖像載體像素點的子集j1,jl(m),然后在子集上執(zhí)行替換操作像素cjimi,即把cji的LSB與秘密信息mi進(jìn)行交換(m

5、i可以是1或0)。一個替換系統(tǒng)也可以修改載體圖像像素點的多個比特,例如,在一個載體元素的兩個最低比特位隱藏兩比特、三比特信息,可以使得信息嵌入量大大增加但同時將破壞載體圖像的質(zhì)量。在提取過程中,找出被選擇載體圖像的像素序列,將LSB(最不重要位)排列起來重構(gòu)秘密信息,算法描述如下:嵌入過程:for(i=1;i=像素序列個數(shù);i+) sicifor(i=1;i=秘密消息長度;i+) /將選取的像素點的最不重要位依次替換成秘密信息 sjicjimi提取過程:for(i=1;im*n error(嵌入消息量過大,請更換圖像);end%p作為消息嵌入位數(shù)計數(shù)p=1;%調(diào)用隨機間隔函數(shù)選取像素點row,

6、col=randinterval(ste_cover,len_total,key);%在LSB隱秘消息for i=1:len_totalste_cover(row(i),col(i)=ste_cover(row(i),col(i)-mod(ste_cover(row(i),col(i),2)+msg(p,1); if p=len_total break; end p=p+1;endste_cover=uint8(ste_cover);imwrite(ste_cover,output);%顯示實驗結(jié)果subplot(1,2,1);imshow(cover);title(原始圖像);subplot

7、(1,2,2);imshow(output);title(隱藏信息的圖像);（2）編寫函數(shù)比較兩幅圖像區(qū)別%文件名:compare.m%函數(shù)功能:本函數(shù)完成顯示隱秘前后兩幅圖像的區(qū)別%輸入格式舉例:F=compare(blenna.bmp,scover.bmp)%參數(shù)說明:%original是原始載體圖像%hided是隱秘后的圖像%F是差值矩陣functionF=compare(original,hided)%讀取原始載體圖像矩陣W=imread(original);W=double(W)/255;%讀取隱秘后圖像矩陣E=imread(hided);E=double(E)/255;%將兩圖像矩

8、陣相減,顯示效果 此處填入合適的語句，完成相應(yīng)功能 %注意,MATLAB中矩陣相減只支持double型imshow(mat2gray(F) )（3）隱秘消息的提取%文件名:randlsbget.m%函數(shù)功能:本函數(shù)將完成提取隱秘于LSB上的秘密消息%輸入格式舉例:result=randlsbget(scover.jpg,56,secret.txt,2001)%參數(shù)說明:%output是信息隱秘后的圖像%len_total是秘密消息的長度%goalfile是提取出的秘密消息文件%key是隨機間隔函數(shù)的密鑰%result是提取的消息function result=randlsbget(output

9、,len_total,goalfile,key)ste_cover=imread(output);ste_cover=double(ste_cover);%判斷嵌入消息量是否過大m,n=size(ste_cover);frr=fopen(goalfile,a);%p作為消息嵌入位數(shù)計數(shù)器,將消息序列寫回文本文件p=1;%調(diào)用隨機間隔函數(shù)選取像素點row,col=randinterval(ste_cover,len_total,key);for i=1:len_total if bitand(ste_cover(row(i),col(i),1)=1 fwrite(frr,1,bit1); res

10、ult(p,1)=1; else fwrite(frr,0,bit1); result(p,1)=0; end if p=len_total break; end p=p+1;endfclose(frr);2、 順序選取圖像載體像素，實現(xiàn)隱秘消息的嵌入與提取 （1）隱秘消息的嵌入%文件名:lsbhide.m%函數(shù)功能:本函數(shù)將完成在LSB上的順序信息隱秘,載體選用灰度BMP圖%輸入格式舉例:ste_cover,len_total=lsbhide(glenna.bmp,message.txt,scover.bmp)%參數(shù)說明:%input是信息隱蔽載體圖像,為灰度BMP圖%file是秘密消息文件

11、%output是信息隱秘后生成圖像%ste_cover是信息隱秘后圖像矩陣%len_total是秘密消息的長度,即容量functionste_cover,len_total=lsbhide(input,file,output)%讀入圖像矩陣cover=imread(input);ste_cover=cover;ste_cover=double(ste_cover);%將文本文件轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列f_id=fopen(file,r);msg,len_total=fread(f_id,ubit1);%判斷嵌入消息量是否過大m,n=size(ste_cover);if len_totalm*n err

12、or(嵌入消息量過大,請更換圖像);end%p作為消息嵌入位數(shù)計數(shù) 此處填入合適的語句，完成按順序進(jìn)行信息嵌入 %生成信息隱秘后圖像imwrite(ste_cover,output);%顯示實驗結(jié)果subplot(1,2,1);imshow(cover);title(原始圖像);subplot(1,2,2);imshow(output);title(隱藏信息的圖像);（2）調(diào)用函數(shù)compare.m比較兩幅圖像區(qū)別（3）隱秘消息的提取%文件名:lsbget.m%函數(shù)功能:本函數(shù)將完成提取隱秘于LSB上的秘密消息%輸入格式舉例:result=lsbget(scover.bmp,56,secret.txt)%參數(shù)說明:%output是信息隱秘后的圖像%len_total是秘密消息的長度%goalfile是提取出的秘密消息文件%result是提取的消息functionresult=lsbget(output,len_total,goalfile)s