MATLAB实现的EMD图像隐写系统

资 源 简 介

本MATLAB项目基于EMD算法实现数字图像隐写功能，支持将2n+1进制秘密信息嵌入载体图像。通过每次仅修改单个像素值（±1）实现高效信息隐藏，同时提供完整的信息提取功能。适合数字水印和信息安全研究应用。

详 情 说 明

基于EMD算法的图像隐写系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB实现的数字图像隐写系统，采用EMD（Exploiting Modification Direction）算法进行秘密信息隐藏。系统能够将秘密信息高效嵌入到载体图像中，每次嵌入最多只改变一个像素值（±1），实现最小化图像失真。同时提供完整的信息提取功能，可从隐写图像中无损恢复原始秘密信息。

功能特性

• 高效嵌入：利用EMD映射算法，将(2n+1)进制的秘密数字映射到n个像素的修改模式
• 最小失真：每次嵌入操作最多仅修改一个像素值（+1或-1），保持图像质量
• 高容量隐藏：通过参数n调节嵌入容量，支持灵活的容量-质量权衡
• 无损提取：基于加权函数和模运算的信息恢复算法，确保秘密信息完整恢复
• 安全增强：支持随机种子设置，增强隐写系统的安全性
• 质量评估：自动计算PSNR等图像质量指标，提供完整的嵌入报告

使用方法

信息嵌入流程

1. 准备输入：

- 载体图像：支持RGB或灰度图像（uint8格式） - 秘密信息：二进制字符串或数字序列 - 参数n：正整数，决定嵌入效率和容量 - 随机种子（可选）：用于随机化嵌入过程

1. 执行嵌入：系统将秘密信息转换为(2n+1)进制数，根据EMD算法计算最优像素修改模式，生成隐写图像

1. 获取输出：

- 隐写图像：包含秘密信息的图像矩阵 - 嵌入报告：包含容量、修改像素数、PSNR等统计信息

信息提取流程

1. 输入隐写图像：包含秘密信息的载体图像
2. 执行提取：系统通过加权函数和模运算逆向恢复秘密信息
3. 验证结果：输出提取的秘密信息及与原始信息的匹配验证

系统要求

• MATLAB R2016b或更高版本
• Image Processing Toolbox（图像处理工具箱）
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS

文件说明

主程序文件作为整个系统的控制核心，负责协调各个功能模块的协同工作。其主要功能包括：解析用户输入参数，调用图像预处理模块进行格式转换，控制秘密信息的编码与转换流程，执行EMD算法的核心嵌入与提取运算，管理像素修改的优化策略，生成隐写图像并计算质量指标，输出完整的嵌入报告和验证结果，以及处理异常情况确保系统稳定运行。