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飲血使徒的隱寫術奇境系列 第 6

【Day6】轉換域隱寫

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轉換域隱寫(Transform Domain Steganography)介紹

在隱寫術中,除了直接在像素位元上動手腳(空間域方法,如 LSB、遮罩與濾鏡),還有一種更進階的方式是 轉換域隱寫。這種方法不是直接修改像素,而是先將圖片轉換到另一種「頻率表示」後,再將訊息嵌入其中。


什麼是轉換域?

一張圖片在電腦中表現為像素點的集合(空間域),但也可以透過數學轉換,把它變成由「頻率成分」組成的另一種表示方式,稱為 轉換域。常見的轉換方法有:

  • DCT(離散餘弦轉換,Discrete Cosine Transform):JPEG 壓縮廣泛使用。
  • DWT(離散小波轉換,Discrete Wavelet Transform):能分解圖片的不同解析度與頻帶。
  • FFT(快速傅立葉轉換,Fast Fourier Transform):將圖片分解成不同頻率的正弦/餘弦波成分。

原理說明

  1. 圖片轉換
    將圖片從空間域轉換到頻率域,例如使用 DCT,把圖片分成 8x8 區塊,並轉換為 DCT 系數。

  2. 訊息嵌入
    選擇「不會嚴重影響視覺品質」的頻率係數,將訊息編碼進去。例如修改中頻係數(既不影響主要影像內容,也不會因壓縮而消失)。

  3. 反轉換
    將修改後的頻率係數再轉換回圖片,得到外觀看起來幾乎相同的隱寫影像。


與空間域方法的差異

  • 空間域方法(如 LSB):直接改變像素值,容易受壓縮或雜訊影響。
  • 轉換域方法:把訊息藏在頻率成分中,抗壓縮、抗處理能力較強,更隱蔽。

應用範例

  1. 數位浮水印(Digital Watermarking)
    將版權標記嵌入影像的 DCT 或 DWT 頻率成分中,即使圖片被壓縮、旋轉或裁切,浮水印仍能被檢測出來。

  2. 隱秘通訊
    將訊息嵌入壓縮圖片(如 JPEG)中,適合用於公開平台,因為即使經過壓縮處理,訊息仍不易消失。

  3. 醫學影像保護
    在醫學影像中嵌入病人資訊,避免影像與病歷分離,且不會影響診斷品質。


小結

轉換域隱寫術透過數學轉換,將訊息藏在圖片的頻率成分中。這種方法比傳統的 LSB 更隱蔽,並且能抵抗壓縮、雜訊與影像處理的干擾,因此被廣泛應用於數位浮水印、智慧財產權保護與隱秘通訊領域。它是現代隱寫術中極具實用性的技術之一,也是進一步研究的重要基礎。

參考資料

https://ijireeice.com/wp-content/uploads/2015/05/T1_131.pdf

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