数字图像中最不重要位替换信息隐藏的快速检测方法

技术领域

本发明涉及一种利用信号处理、数理统计和计算机技术检测数字图像中是否包含以最不重要位替换方法隐藏的秘密信息的方法，同时可用于估计秘密信息量的多少。

背景技术

数字隐写通过不易察觉的改动在数字图像中隐藏需要传送的秘密信息，即将秘密信息不引起第三方怀疑地隐藏在数字图像中传送，从而达到隐蔽通信的目的。接收方可以根据事先与发送方约定好的提取方法和密钥，从含密图像中取出秘密信息。数字隐写的作用不仅是要保护通信的内容，更重要的是要保密“通信双方正在进行隐蔽通信”这一事件本身。

最不重要位替换(least-significant-bit replacement，LSBR)是一种应用广泛的隐写方法，用秘密信息替换数字图像象素灰度值的最不重要位即可，也就是说含密图像与原始图像相比每个象素值的改变仅在±1之间，人眼无法察觉。参阅如下论文：

1.Bender W，Gruhl D，Morimoto N，and Lu A.Techniques for Data Hiding.IBM SystemJournal，35(3，4)，1996：313-336

隐写分析根据载体数据的统计特性判断是否含有秘密信息，估计嵌入信息量。对图像进行隐写不可避免地会改动图像的统计特征，现有的隐写分析方法主要是通过判断图像统计特征是否符合自然图像的规律来分析图像中是否含有秘密信息。针对LSBR的隐写分析大都基于相邻象素相关性较大这一统计特征。其中具有代表性的方法有RS方法和SPA方法。这些方法基于相邻象素对来进行隐写分析，且它们都是根据象素对差值进行分析检测。参阅如下论文：

2.Fridrich J，Goljan M，and Du R.Detecting LSB Steganography in Color andGray-Scale Images.Magazine of IEEE Multimedia，Special Issue on Security，Oct.-Dec.Issue，2001：22-28

3.Dumitrescu S，Wu X，Wang Z.Detection of LSB steganography via sample pairanalysis.In：Proc.Information Hiding Workshop.LNCS 2578.2002：355-372

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字图像中最不重要位替换信息隐藏的快速检测方法，提高信息隐藏检测准确度，减小计算量，易于操作应用。

为了达到上述目的，本发明的构思是：通过对相邻象素对的分类统计，得出LSBR隐藏信息嵌入量估计值；并对该嵌入量估计值进行阈值判断，认定图像是否曾经过最不重要位替换(即含有额外嵌入的秘密信息)。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种数字图像中最不重要位替换信息隐藏的快速检测方法，其特征在于基于图像的相邻象素对，比较邻象素灰度值最低比特的异同及前7比特的异同，而将象素对分类，然后通过统计每个分类中的象素对的个数来分析秘密信息有无并估计其秘密信息嵌入量；具体操作步骤如下：

第一步：划分相邻象素对：任一象素与其相邻的上下左右4个象素都分别构成一组相邻象素对；

第二步：将象素对按下列情况划分为A、B、C、D、E五种象素对，并统计各种象素对的个数：

A种象素对：象素对中两个象素灰度完全相同，设满足该条件的象素对的个数为a；

B种象素对：象素对中两个象素灰度最低比特不同，但前7比特完全相同，设满足该条件的象素对的个数为b；

C种象素对：象素对中两个象素灰度最低比特不同，前7比特不完全相同，且象素对中两象素灰度值较大者为奇数，设满足该条件的象素对的个数为c；

D种象素对：象素对中两个象素灰度最低比特不同，前7比特不完全相同，且象素对中两象素灰度值较大者为偶数，设满足该条件的象素对的个数为d；

E种象素对：象素对中两个象素灰度最低比特相同、但前7比特不完全相同，设满足该条件的象素对的个数为e，实施过程中可不作统计；

第三步：计算