基于二维Baker映射的隐写算法设计.pdf

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1、广西民族大学学报(自然科学版)第2O卷第2期J0URNALOFGUANGXIUNIVERSITYFoRNATIoNALITIESVOI．2ONo．22014年6月(NaturalScienceEdition)Jun．2O14基于一l维Baker映射的隐写算法设计葛祥友(柳州职业技术学院电子信息工程系，广西柳州545006)摘要：为了提高隐写算法的性能，通过对混沌映射原理进行深入的研究和分析，提出了一种基于二维Baker映射的隐写算法设计方案．对二维Baker映射的主要特点和映射变换过程进行了系统的研究，给出了基于二维Baker映射隐写算法的设计原

2、理和实现过程，分别描述了信息隐写和提取的流程．最后进行了仿真与测试，选取标准图片库与三种传统的隐写算法进行了对比测试，结果表明对隐写容量和抗检测能力都达到较高的性能指标．关键词：隐写；二维Baker映射；混沌映射；提取流程；隐写容量中图分类号：TP309．7文献标识码：A文章编号：1673—8462(2014)01-0066一O4隐写算法相对于传统的信息加密技术有很大的隐写算法容量有大幅增加．差别，利用隐写算法同样能够实现对信息的保护，而由于混沌运算具有很好的数据置乱的效果，而且且由于隐写算法实现的计算复杂度要远低于密码算目前对混沌运算的一些特征

3、，人们认识依然还不够清法，因此隐写算法特别适合在一些低计算能力的应用晰，因此应用混沌算法来开发和设计大容量的隐写算场合进行应用．同时高质量的隐写算法其对应的检测法，具有十分广泛的应用前景，而且也能够保证隐写难度又十分大，因此隐写算法近年来成为人们研究的之后的数据抗检测能力较强．一个热点u．应用隐写算法实现隐蔽通信和安全通信也成为近年来的一个热点应用．然而在应用隐写技1二维Baker映射过程术来实现隐蔽通信过程中，影响人们应用效果的重要二维Baker映射表示形式如式1所示．瓶颈是隐写算法的隐写容量，因此人们在研究和设计f(z，2)，0z1隐写算法时

4、，除了关注隐写算法的安全性和抗检测能一力之外，更重要的一个关注指标是隐写算法的隐写容1c一专z，2—2，z量．二维Baker映射逆变换的形式如式2所示．目前国内外很多学者针对隐写算法进行了大量的深入研究，并设计出一些优秀的隐写算法．比如：邓f(2z，1)，oz1艺，赵险峰等人提出了基于特征函数和质量因子一1l(2_一2x，1一÷．y)，专÷z1’的隐写分析方法，对高质量隐写算法设计有直接的借鉴价值．谭良，吴波等人提出了基于混沌和小波变在使用二维Baker映射进行隐写信息的嵌入和换的大容量音频隐写算法，实验测试表明其比传统的提取时，由干隐写信息都县

5、二讲制的表示形式。因此*收稿日期：2013—12—20．基金项目：广西教育厅科研课题(2O13LX223；2013YB364)．作者简介：葛祥友(1979一)，男，山东临沭人，柳州职业技术学院电子信息工程系讲师，硕士，研究方向：计算机应用技术．662014年第2期●葛祥友／基于二维Baker映射的隐写算法设计在进行二维Baker映射时只能够进行离散映射，为再进行DCT的逆变换和小波逆变换，还原出原始的此，需要将二维Baker映射的关系式先进行规范化处图像信息，恢复原来的载体图像信息．通过这一系列理，然后再进行离散化处理．的变换和逆变换完成隐写信息

6、的嵌入．规范化处理过程的关系式如式3所示．if(x，．y)一((一÷∑c)，(-9∑c))(3)。ii^=l=1离散化的原理是先将连续Baker映射中的相邻节点取为无穷接近，然后计算映射过程表达式，以此推导出离散化后的表达式．由于f(x，)是连续函数，对其进行离散化处理时，相当于选取两个无穷临近的点，计算该点的数值，逐步进行累积，形成各离散点的数值．假设f(x，)是参考点，则f(x+1，)和f(x，y+1)分别是参考点水平方向和垂直方向对应的邻居点，计算连续函数f(x+1，)和f(x，Y+1)，以此代表Baker映射离散点的数值．图1隐写信息嵌入

7、流程对于图像块A—Fig．1embeddingprocessofStegan0graphicinformationaA1aA2⋯aAAIAA小波变换选取的为haar基小波，其公式为：其尺寸为A*A，进行二维Baker离散映射的关hm(x)一～系式为式(4)所示．,nLf(x,yc一mm。d，一对应的二维离散小波变换为：厶口^：(z，)一2Jh‘(z一2m，Y一2n)一1_『0，i：==1，2，3，⋯，i，J，m，都为整数．半L(modL)+∑口)(4)小波变换的逆变换通过在每一矩阵列中插入一∑a∑n列0来实现数据增频，接着用h。()和h()来卷积

8、各行，再成对地把各个阵列的数据累加起来．式中∑口．27<∑口+口抖，0ADCT变换公式为：经过二维Baker离散映射之后，原始的隐写图像