基于預處理的位平面復雜度分割隱寫改進算法

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1、基于預處理的位平面復雜度分割隱寫改進算法文章編號:1001-9081(2012)01-0089-03doi:10.3724/sp.j.1087.2012.00089摘要:位平面復雜度分割（bpcs）隱寫易受復雜度直方圖攻擊，為了彌補這一缺陷，提出了一種基于預處理的改進隱寫算法。算法針對載密圖像進行統(tǒng)計特征的量化分析，求導出逆向預處理的補償規(guī)則，進而對嵌入信息引起的復雜度變化進行逆向的預處理補償。實驗結果表明，改進的算法在保證隱蔽性的同時具有很好的抗復雜度直方圖攻擊的能力，由于補償過程是在隱藏秘密信息之前發(fā)生的，算法也較好地保持了bpcs大容量隱寫的優(yōu)點。關鍵詞:

2、信息隱藏；隱寫；位平面復雜度分割；預處理；直方圖中圖分類號:tp391.413;tp309.2文獻標志碼:aabstract:sincebitplanecomplexitysegmentation(bpcs)steganographyisvulnerabletocomplexhistogramattack,thispaperproposedanimprovedalgorithmbasedonpreprocessing.thesteganographyderivedcompensatoryrulefromdistributionofthecoverimage.t

3、henitusedreversedpreprocessingincompensationtothechangeofcomplexitycausedbyembeddedinformation.theexperimentalresultsshowthattheproposedalgorithmcanproperlyhideinformationandcounteracttheattackofcomplexhistogram.thecompensationhappensbeforeinformationhiding,soitcanmaintainthebigcapacit

4、ycharacteristicoftheoriginalalgorithm.keywords:informationhiding;steganography;bitplanecomplexitysegmentation(bpcs);preprocessing;histogram0引言隨著計算機、網(wǎng)絡和數(shù)字化等信息技術的發(fā)展，作為信息安全重要研究方向的信息隱藏技術也被賦予了新的生命。隱寫(steganography)是信息隱藏技術的一個重要分支，其目的在于秘密信息的通信雙方以圖像、音頻等數(shù)字媒體作為掩護，將要發(fā)送的秘密信息嵌入到載體信號內(nèi)部，在第三方無法察覺的情況

5、下，通過公共信道完成秘密信息的傳遞。位平面復雜度分割(bitplanecomplexitysegmentation，bpcs)隱寫算法借鑒了最低有效位(leastsignificantbit,lsb)隱寫算法中位替換的思想，采用塊替換的方法嵌入秘密信息。其主要是根據(jù)人的感覺器官對變化劇烈、復雜度較高的位面小塊比較不敏感的特點，將載體數(shù)據(jù)的多個位平面都分成固定大小的小塊，利用復雜度較高的位面小塊來隱藏秘密信息，較好地保持了圖像的視覺特性，同時由于秘密信息可以隱藏在多個位平面，所以該方法有較大的嵌入容量［1-2］。bpcs算法既可應用于空域隱寫，又可應用于變換域的隱

6、寫。根據(jù)bpcs隱寫的原理還衍生出了一些新的隱寫算法［3］。但bpcs隱寫算法也存在安全漏洞，主要是由于嵌入的秘密信息塊的復雜度與被替換的“類噪聲”(noiselike)塊不同，改變了位平面小塊復雜度的統(tǒng)計特性，導致復雜度直方圖出現(xiàn)異常，由復雜度直方圖的異常特點即可判斷秘密信息的存在［4-5］。本文基于逆向預處理操作抵消統(tǒng)計缺陷的思路，針對bpcs隱寫后存在復雜度直方圖異常的現(xiàn)象，提出了一種有效抗統(tǒng)計分析的改進算法。1bpcs隱寫及分析bpcs隱寫算法具有較好的隱蔽性和較大的嵌入容量，其在空域和變換域中的嵌入原理和方法都是相同的。bpcs應用于靜止圖像空域的

7、具體實現(xiàn)方法［4］如下。1)對圖像進行循環(huán)碼編碼，編碼后分成8個位平面。將所有位平面分成相同大小的小塊，如8×8小塊。2)計算每個小塊的復雜度，其定義為所有相鄰像素對這句話不通順，請作相應調(diào)整。中取值不等（即一個為0，另一個為1）的像素對數(shù)目，復雜度的最大值記為cmax。對于8×8小塊，復雜度的取值范圍為0~112的整數(shù)。3)將復雜度大于acmax的位平面小塊用于負載秘密信息，這里a是系統(tǒng)參數(shù)，其值要小于0.5。a取得越小，可嵌入的秘密信息量就越多，實現(xiàn)時一般取a＝0.4。4)為了保證嵌入秘密信息小塊后對原位平面小塊復雜度的改變不至