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第二章 信息隐藏基础技术 --数字图像典型隐写术本讲提要一、图像基础知识二、典型的空域隐写方法三、典型的DCT域隐写方法四、信息隐藏技术的评价标准图像基础什么是图像人类由外界获得的信息约有70％来自于视觉。图像是人类视觉的基础。图像会以各种各样的形式出现：可视的和非可视的、抽象的和物理的。 图像基础什么是图像可视图像：由可见光形成，能为人的视觉系统所感受。如人们通常见到的自然景物等。非可视图像：不能为人眼直接感受，是某种物理量的平面或空间分布。如X射线、红外线、微波、超声等形成的，但这类图像通过换能与显示装置变换后，仍能为视觉所感受。可视图像是一个平面能量分布图，这种分布图可用多变量函数表示：图像(Image)和图片(Picture)在文献中已混用，均指图像。图像基础什么是图像图像可被划分为称作像素（pixel）的小区域，在每个像素，表示亮度或色彩的值被采样和量化，得到像素值。该过程称为数字化，得到的图像称为数字图像。数字图像以其存储方式的不同又可分为不同的文件格式，如位图（BMP）、TIFF、GIF、JPEG等等。图像的两大类型位图 采用像素矩阵方法来显示和存储图像。 真实细腻反映图像层次色彩。体积较大。 适合描述照片。矢量图 用数学方法描述由几何元素组成的图像。 文件小，能够随意缩放而不改变质量。 适合描述图形。图像基础数字图像的生成图像基础数字图像的生成图像基础数字图像的生成● 图像由基本显示单元“像素”构成● 像素由若干个二进制位进行描述● 二进制位代表图像颜色的数量● 二进制位与图像之间 存在严格的“位映射”关系图像像点8bit ( 28 = 256色 )16bit ( 216 = 65536色 )24bit ( 224 = 16M色 ) 8位图像16位图像24位图像图像基础数字图像的色彩位图中的图像类型 二值图像 灰度图像 RGB图像 索引图像 YUV图像二值图像图像中只存在0，1两个值。0为黑，1为白。灰度图像 灰度图像是包含灰度级（亮度）的图像，它可以看做一个二维矩阵，该矩阵的每个元素对应于图像的每个像素点，元素的数值代表一定范围内的灰度级。RGB图像 RGB图像（24位真彩色图像），每个像素点的值是由红、绿、蓝三原色共同组成，可以表示16M种不同的色彩。RGB图像可以看作一个三维矩阵，它是由三个二维矩阵构成的，每个二维矩阵代表红、绿、蓝中的一种颜色，用来 表示该种颜色的深浅程度。RGB图像 为了更好说明在RGB图像中所使用的三个不同颜色分量的作用效果，在MATLAB中创建一个简单的RGB图像，该图像包含某一范围内不中断的红、绿、蓝颜色分量。RGB图像 对图像的指定层（B）加强，结果出现了常说的“颜色泛蓝”的现象，如下图二值图像、灰度图像及RGB图像索引图像 索引图像是一种把像素值直接作为RGB调色板下标的图像。一幅索引图包含一个数据矩阵data 和一个调色板矩阵map。图像基础常见的一些颜色表示颜色RGB红25500蓝02550绿00255黄2552550紫2550255青0255255白255255255黑000灰128128128图像基础YUV(YCbCr)—图像的另一种表示方法Y：明亮度U:色度V：浓度Y：明亮度Cb：蓝色色度 Cr：红色色度CbCrY图像基础采用YUV表示的优势：1.Y代表亮度，因此包含了灰度图的所有信息，用同一种方法可以方便地在灰度和彩色图之间切换，RGB can not。2.人眼对亮度信号非常敏感，而对色差信号的敏感程度相对较弱，因此图像的主要信息包含在Y分量中。有利于进行有效的压缩等处理。*YUV 与 RGB 的转换公式： 图像基本知识图像基本概念图像基本编码格式空间编码格式 变换域编码格式 ● 数字化图像以文件的形式存储，其文件名有严格的约定文件用途. BMP用于Windows环境下的任何场合. GIF用于动画、多媒体程序界面，网页界面. JPG用于数字图片保存、传送. TIF用于专业印刷. TGA用于专业动画影视制作. PCD用于PHOTO CD图像基本存储格式图像基本编码格式示例——BMP图像(位图)BMP图像—文件结构 位图文件头(bitmap-file header) BITMAPFILEHEADER位图信息头(bitmap-information header) BITMAPINFOHEADER调色板(Pallette) RGBQUAD实际的位图数据ImageDate空域编码图像空域编码：直接对图像像素（pixel）进行编码 光栅格式调色板格式常见的BMP(Bitmap)、TIFF( Tagged Image File Format)、PNG(Portable Network Graphics)均支持光栅格式与调色板格式编码各类光栅图像往往还借助无损