コードの概要
LSBステガノグラフィのコードをpythonで書いています。
各ピクセルのRGBデータのLSBに、任意の文字列の2進数1bitずつを、入れるようなコードにしています。
困っていること
文字列の2進数を各RGBのLSBに入れるところまでできました。
しかし、文字列を入れた画像を出力して、再度読み込むと、期待した値を取り出すことができません。
元の画像データと文字列を入力した画像の大きさを比べると、約0.5MBも異なりました。
エンコードするときの品質が関係しているのかなぁ?と予想していますが、何が原因かわかりません。
実際の実行結果
画像に文字列を入れるときの、処理のデバッグ↓
0
original 128
binary original 10000000
pass_num 0
no changed
1
original 121
binary original 01111001
pass_num 1
no changed
2
original 135
binary original 10000111
pass_num 1
no changed
3
original 99
binary original 01100011
pass_num 1
no changed
出力した画像を、再度取得したときの値
0
123
1
123
2
135
3
92
LSBだけを変更するので、最大でも1しか変わらないはずです。
どこがおかしいのか、ご指摘お願いします。
ソースコード
# # 画像を読み込み、RGBの値を10進数で出力
#
# In[11]:
import matplotlib.pyplot as plt #画像を表示するためのモジュール
import cv2 #OpenCVをインポート
import numpy as np #numpyをインポート
from PIL import Image, ImageFilter
img_ = Image.open("r25_sakura.jpg")
img_ = img_.convert('RGB')
print(type(img_))
img_array = np.asarray(img_) #numpyで扱える配列をつくる
print(img_array.shape)
plt.imshow(img_array)
plt.show()
# # 入力したいパスワードを2進数に変換
# In[3]:
pass_string = input("パスワードを入力してください >> ")
#ordで文字のunicodeを返す。 そのunicodeを8bitの2進数に戻す。
binary_representation = ''.join(format(ord(char), '08b') for char in pass_string)
#0000000000000000は終了コード
binary_representation = binary_representation+"0000000000000000"
print(binary_representation)
# # パスワードを画像の中に入れる関数を書く。
# ## RGBの中のRだけを今回は使う。
# In[4]:
#pic_RGB_numはRGBの値
#pass_numはパスワードを2進数にした1つの値
def password_in_picture(pic_RGB_num , pass_num):
binary_pic_RGB_num = format(pic_RGB_num , '08b')
print("original" , pic_RGB_num)
print("binary original" , binary_pic_RGB_num)
print("pass_num", pass_num)
# LSBが1で、pass_numが0の場合、LSBを0に変更
if(int(binary_pic_RGB_num[7]) == 1 and int(pass_num) == 0):
print("int(binary_pic_RGB_num[7]) == 1 and int(pass_num) == 0")
print("changed binary" , format(pic_RGB_num -1 , '08b'))
print("changed " , pic_RGB_num -1)
print("***************")
return pic_RGB_num -1
# LSBが0で、pass_numが1の場合、LSBを1に変更
elif(int(binary_pic_RGB_num[7]) == 0 and int(pass_num) == 1):
print("int(binary_pic_RGB_num[7]) == 0 and int(pass_num) == 1")
print("changed binary" , format(pic_RGB_num +1 , '08b'))
print("changed " , pic_RGB_num +1)
print("***************")
return pic_RGB_num +1
# LSBとpass_numが同じの場合、変更せずreturn
print("no changed")
print("*****************")
return pic_RGB_num
# In[10]:
pass_idx = 0
# 画像の中のRGBすべてをなめる
for row_ in range(img_array.shape[0]):
for col_ in range(img_array.shape[1]):
for color_idx in range(3):
if(pass_idx < len(binary_representation)):
print(pass_idx)
img_array[row_,col_ ,color_idx]=password_in_picture(img_array[row_ , col_ , color_idx] , binary_representation[pass_idx])
pass_idx+=1
# # 実際にパスワードを注入した画像が以下
# In[6]:
plt.imshow(img_array)
plt.show()
# numpyからPIL.Image.Imageに変更
img_ = Image.fromarray(img_array)
img_.save("r25_result.jpg")
# # 画像から文字列を取得する
# In[7]:
#画像から、文字列を取得する。
img_ = Image.open("r25_result.jpg")
pass_img = np.asarray(img_)
print(pass_img.shape)
plt.imshow(pass_img)
plt.show()
# In[8]:
def get_password_from_picture(num_in_pic):
binary_in_pass = format(num_in_pic , '08b')
print(num_in_pic)
return int(binary_in_pass[7])
# In[9]:
pass_str = [] # 画像内に入っている2進数を入れるリスト
null_flag = 0 # 0の個数を数えるための変数
num =0 # 何週回ったのか、カウントのための変数
for row_ in range(pass_img.shape[0]):
if null_flag == 16:
break
for col_ in range(pass_img.shape[1]):
if null_flag == 16:
break
for color_idx in range(3):
print(num)
lsb_ = get_password_from_picture(pass_img[row_, col_, color_idx])
pass_str.append(lsb_)
num+=1
if lsb_ == 0:
null_flag += 1
else:
null_flag = 0
if null_flag == 16:
break
# # 取り出したバイナリデータを、8個ずつに分けて文字にする。
# In[14]:
#取り出したバイナリデータを、8個ずつに分けて文字にする。
import pprint
pass_lists = [pass_str[i:i+8] for i in range(0, len(pass_str), 8)]
pprint.pprint(pass_lists)
# ##