( 4) 最后将单列矩阵 C 恢复成与原图像尺寸相同的矩阵,就得到置乱后的灰度图像 H1( x,y) 。
信源方将灰度图像 H1( x,y) 编码后,隐藏在媒体中,传输给信宿方。
3 图像恢复
信宿方接收到媒体信息后,提取出其中隐藏的图像编码,解码后得到灰度图像 H1( x,y) ,再根据预先约定的置乱方案和置乱密钥恢复出原图像。4 算法评价置乱的图像、恢复的图像都需要与原始图像进行比较,以评价算法的性能。图像的评价方法有主观评价和客观评价,主观评价是通过观察者肉眼观看,有一定的局限性; 客观评价主要有相关系数和峰值信噪比等。
( 1) 相关系数。可以使用 MATLAB 的二维相关函数 corr2 实现,格式如下:C = corr2( A,B)说明: A,B 为比较的两个图像; C 为相关系数,取值 0 ~1,两个图像相似程度越高其相关系数越接近 1。
( 2) 峰值信噪比的计算公式如下所示。PSNR = 10 × log10M × N × max( f
2( x,y) )∑M - 1x = 0∑N - 1y = 0( f( x,y) - f'( x,y)) )( )2
5 实验与分析
实验时,选用不同大小、不同格式的图像 122幅,运用不同的密钥进行置乱和恢复处理,软件用MATLAB( R2011b) 编制,在 MATLAB 的 GUI 平台上运行。其中一幅 256 × 256、256 灰度级图像的原图像和置乱处理后的效果图像如图 4 所示。
图 4 所示的密钥包括: 赋值方式为灰度值最大的像素赋值 65535、灰度值最小的像素赋值 0; 赋值顺序为从上到下、从左到右; 重排的次数为 18 次和图像 f( x,y) 为一幅 256 ×256、256 灰度级的 lena 标准图像。
原图像与置乱后图像的相关系数为 0. 012、峰值信噪比为 14. 7。原图像与置乱后图像几乎没有关系。
经过网络两次传输,接收方接收后解码的置乱图像和按照密钥恢复的图像效果如图 5 所示。
原图像与恢复图像的相关系数为 0. 992、峰值信噪比为 63。原图像与恢复图像高度相关。