基于预处理的位平面复杂度分割隐写改进算法

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1、基于预处理的位平面复杂度分割隐写改进算法文章编号:1001-9081(2012)01-0089-03doi:10.3724/sp.j.1087.2012.00089摘要:位平面复杂度分割（bpcs）隐写易受复杂度直方图攻击，为了弥补这一缺陷，提出了一种基于预处理的改进隐写算法。算法针对载密图像进行统计特征的量化分析，求导出逆向预处理的补偿规则，进而对嵌入信息引起的复杂度变化进行逆向的预处理补偿。实验结果表明，改进的算法在保证隐蔽性的同时具有很好的抗复杂度直方图攻击的能力，由于补偿过程是在隐藏秘密信息之前发生的，算法也较好地保持了bpcs大容量隐写的优点。关键词:

2、信息隐藏；隐写；位平面复杂度分割；预处理；直方图中图分类号:tp391.413;tp309.2文献标志码: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随着计算机、网络和数字化等信息技术的发展，作为信息安全重要研究方向的信息隐藏技术也被赋予了新的生命。隐写(steganography)是信息隐藏技术的一个重要分支，其目的在于秘密信息的通信双方以图像、音频等数字媒体作为掩护，将要发送的秘密信息嵌入到载体信号内部，在第三方无法察觉的情况

5、下，通过公共信道完成秘密信息的传递。位平面复杂度分割(bitplanecomplexitysegmentation，bpcs)隐写算法借鉴了最低有效位(leastsignificantbit,lsb)隐写算法中位替换的思想，采用块替换的方法嵌入秘密信息。其主要是根据人的感觉器官对变化剧烈、复杂度较高的位面小块比较不敏感的特点，将载体数据的多个位平面都分成固定大小的小块，利用复杂度较高的位面小块来隐藏秘密信息，较好地保持了图像的视觉特性，同时由于秘密信息可以隐藏在多个位平面，所以该方法有较大的嵌入容量［1-2］。bpcs算法既可应用于空域隐写，又可应用于变换域的隐

6、写。根据bpcs隐写的原理还衍生出了一些新的隐写算法［3］。但bpcs隐写算法也存在安全漏洞，主要是由于嵌入的秘密信息块的复杂度与被替换的“类噪声”(noiselike)块不同，改变了位平面小块复杂度的统计特性，导致复杂度直方图出现异常，由复杂度直方图的异常特点即可判断秘密信息的存在［4-5］。本文基于逆向预处理操作抵消统计缺陷的思路，针对bpcs隐写后存在复杂度直方图异常的现象，提出了一种有效抗统计分析的改进算法。1bpcs隐写及分析bpcs隐写算法具有较好的隐蔽性和较大的嵌入容量，其在空域和变换域中的嵌入原理和方法都是相同的。bpcs应用于静止图像空域的

7、具体实现方法［4］如下。1)对图像进行循环码编码，编码后分成8个位平面。将所有位平面分成相同大小的小块，如8×8小块。2)计算每个小块的复杂度，其定义为所有相邻像素对这句话不通顺，请作相应调整。中取值不等（即一个为0，另一个为1）的像素对数目，复杂度的最大值记为cmax。对于8×8小块，复杂度的取值范围为0~112的整数。3)将复杂度大于acmax的位平面小块用于负载秘密信息，这里a是系统参数，其值要小于0.5。a取得越小，可嵌入的秘密信息量就越多，实现时一般取a＝0.4。4)为了保证嵌入秘密信息小块后对原位平面小块复杂度的改变不至