将RGB图像读入二进制并在Matlab中显示为RGB

Question

此问题是基于之前提出的问题

为了提高代码效率并减少均方误差 (MSE)，建议是："read the file as is with and convert it to bits with de2bi(fread(fopen(filename)), 8). Embed these bits to your cover image with the minimum k factor required, probably 1 or 2. When you extract your secret, you'll be able to reconstruct the original file." 这是我一直在尝试的方法，但在某处我做错了，因为我没有得到任何显示.但是，MSE确实减少了。基本上，我对如何将图像转换为二进制文件、对该数据执行算法并在提取后显示图像感到困惑。

有人可以帮忙吗？

Answer 1

我已经对您的代码进行了一些修改，无论实际图像是什么，它都能正常工作。但是，它们都需要是彩色或灰度。你的代码也有一些错误不允许我在我的 MATLAB 版本上运行它。

首先，您没有正确阅读图像。您正在为图像打开一个字节流，然后在字节流上使用 imread 来读入图像。这是错误的 - 只需提供实际文件的路径。

其次，图像已经在 uint8 中，因此您可以在本机上执行位的排列和移位。

您的代码的其余部分与以前相同，除了图像大小调整。您无需指定通道数。此外，bitcmp 存在语法错误。我使用 'uint8' 而不是 8 值，因为我的 MATLAB 版本要求您指定预期数据类型的字符串。这里的值 8 我假设你的意思是 8 位，所以把 'uint8' 放在这里是有意义的。

我还将直接从 Stack Overflow 读取您的图像。我假设恐龙图片是封面，而花是信息：

%%% Change
x = imread('https://i.stack.imgur.com/iod2d.png');         % cover message
y  = imread('https://i.stack.imgur.com/Sg5mr.png');    % message image
n = input('Enter the no of LSB bits to be subsituted- ');

                                     %%% Change
S = uint8(bitor(bitand(x,bitcmp(2^n-1,'uint8')),bitshift(y,n-8))); %Stego
E = uint8(bitand(255,bitshift(S,8-n))); %Extracted

origImg = double(y);   %message image
distImg = double(E);   %extracted image

[M N d] = size(origImg);
distImg1=imresize(distImg,[M N]); % Change

figure(1),imshow(x);title('1.Cover image')
figure(2),imshow(y);title('2.Message to be hide')
figure(3),imshow((abs(S)),[]);title('3.Stegnographic image')
figure(4),imshow(real(E),[]); title('4.Extracted image');

这运行对我来说，我设法重建消息图像。选择位数约为 4 可以使您在封面和消息图像之间取得很好的折衷。

Answer 2

加载字节流而不是秘密的像素数组将导致更小的有效载荷。它会变小多少取决于图像格式和颜色的重复程度。

imread() 需要文件名，如果文件名是有效的图像文件，则加载像素数组。加载文件的字节流并将其传递给 imread() 是没有意义的。你要的是这个

% read in the byte stream of a file
fileID = fopen(filename);
secretBytes = fread(fileID);
fclose(fileID);

% write it back to a file
fileID = fopen(filename);
fwrite(fileID, secretBytes);
fclose(fileID);

请注意，封面图片是作为像素数组加载的，因为您需要对其进行修改。

您的负载大小为 length(secretBytes) * 8，并且必须适合您的封面图片。如果您决定每个像素嵌入 k 位，则对于所有颜色平面，必须满足以下要求

secretBytes * 8 <= prod(size(coverImage)) * k

如果你只想嵌入一个颜色平面，无论你的覆盖介质是RGB还是灰度，你都需要修改为

secretBytes * 8 <= size(coverImage,1) * size(coverImage,2) * k

如果不满足此要求，您可以选择

停止进程
要求用户嵌入一个较小的文件
增加k
包括更多颜色平面（如果可用）

以下是仅在最低有效位 (k = 1) 中嵌入一个颜色平面的原型。

HEADER_LEN = 24;

coverImage = imread('lena.png');
secretBytes = uint8('Hello world'); % this could be any byte stream

%% EMBEDDING
coverPlane = coverImage(:,:,1);     % this assumes an RGB image
bits = de2bi(secretBytes,8)';
bits = [de2bi(numel(bits), HEADER_LEN) bits(:)'];
nBits = length(bits);
coverPlane(1:nBits) = bitset(coverPlane(1:nBits),1,bits);
coverImage(:,:,1) = coverPlane;

%% EXTRACTION
nBits = bi2de(bitget(coverPlane(1:HEADER_LEN),1));
extBits = bitget(coverPlane(HEADER_LEN+1:HEADER_LEN+nBits),1);
extractedBytes = bi2de(reshape(extBits',8,length(extBits)/8)')';

除了您的消息字节，您还必须嵌入秘密的长度，以便提取器知道要提取多少位。

如果您嵌入 k > 1 或多个颜色平面，则逻辑会变得更加复杂，您必须谨慎实施更改。

例如，您可以选择一次嵌入每个颜色平面，直到运行位隐藏，或者您可以使用 coverImage(:) 展平整个像素阵列，这将嵌入每个像素的 RGB，一次一个像素，直到你运行 out of bits.

如果嵌入 k > 1，则必须用 0 填充 bits 向量，直到其长度可被 k 整除。然后你可以将你的位组合成 k 组

bits = bi2de(reshape(a',k,length(bits)/k)')';

要嵌入它们，您需要重新使用 bitand() 和 bitor()。

coverPlane(1:nBits) = bitor(bitand(coverPlane(1:nBits), bitcmp(2^k-1,'uint8')), bits);

还有更多细节，例如精确提取消息长度的 24 位，我怎么强调都不为过，您必须非常仔细地考虑如何实现所有这些内容。你不能只是拼接不同代码片段的部分，然后期望一切都按照你的意愿去做。

将RGB图像读入二进制并在Matlab中显示为RGB

Read RGB image into binary and display it as RGB in Matlab

algorithm

matlab

steganography

image-processing

fread