我正在阅读图像并对其进行更改。但是没有保存更改答案

【问题标题】：I am reading an image and changing it. But the changes are not being saved我正在阅读图像并对其进行更改。但是没有保存更改
【发布时间】：2014-10-23 02:57:31
【问题描述】：

我正在尝试实施隐写术。我正在读取图像“a.jpeg”并通过在从偏移量 50 开始的最低有效位更改其连续 7 个字节来在其中插入一个字节。这是成功完成的，因为当我打印字节时，最后一位会相应地更改。然后我将它保存为“ao.jpeg”。但是当我从 50 读取字节值时，它们与我保存的一次不同。这是我的代码

public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedImage inputImage = ImageIO.read(new File("a.jpeg"));
        int offset=50;
        byte data = 7;
        byte[] image = get_byte_data(inputImage);//function converts bufferedimage to byte array
        //add data at end of each byte starting from offset
        System.out.println("bytes altered are :");
        for(int bit=7; bit>=0; --bit, ++offset)//for each bit of data
            {
            int b = (data >>> bit) & 1;
            image[offset] = (byte)((image[offset] & 0xFE) | b );
            String s1 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(image[offset] & 0xFF)).replace(' ', '0');
            System.out.println(s1);
            }
        //write changed image to ao.jpeg
        BufferedImage outputImage = ImageIO.read(new ByteArrayInputStream(image)); 
        File outputfile = new File("ao.jpeg");
        ImageIO.write(outputImage,"jpeg",outputfile);
        //read data from ao.jpeg
        System.out.println("bytes from encoded image are :");
        byte result=0;
        offset=50;
        BufferedImage oImage = ImageIO.read(new File("aoc.jpeg"));
        byte[] image1 = get_byte_data(oImage);//function converts bufferedimage to byte array
            for(int i=0; i<8; i++, ++offset)
             {
             result = (byte)((result << 1) | (image1[offset] & 1));
             String s1 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(image1[offset] & 0xFF)).replace(' ', '0');
             System.out.println(s1);
             }
            System.out.println("recovered data is :");
            System.out.print(result);
        }

输出样本：插入的数据是 7。如果您注意到每个字节的最低有效位，它正在形成 7。但是当我再次阅读时，它是随机字节。

bytes altered are :
00010100
00011100
00011010
00011110
00011110
00011101
00011011
00011101
bytes from encoded image are :
00011110
00011101
00011010
00011100
00011100
00100000
00100100
00101110
recovered data is :
64

正如 Konstantin V. Salikhov 所建议的那样，我尝试了不同的文件格式 (gif) 并且成功了。但是有什么办法可以使用“jpeg”吗？

【问题讨论】：

可能是因为 JPEG 有损压缩？
我会尝试其他格式并发布结果
你有什么建议吗？？
更改更重要的位。 JPEG 的基本原则是不完全保留最低位信息，这就是它“压缩”得如此出色的原因。
出于同样的原因，更改更重要的位将不起作用。 Jpeg 压缩有效地改变了一个像素的值，有时是 1。那么如果你有 00011111 并且它被更改为 00100000 怎么办？您丢失了在第 5 个 LSB 中编码的信息。

标签： java arrays byte bufferedimage steganography

【解决方案1】：

JPEG 是一种有损存储机制。这意味着不需要（甚至不希望）将每个字节完全表示为原始字节。事实上，这就是重点，为了节省大量空间，它牺牲了小瑕疵。如果您需要字节完美的存储，您将不得不选择另一种格式，例如 GIF、PNG 或某些风格的 BMP。

如下所述，从技术上讲，创建无损 JPEG 是可行的，但它是后期添加的，不完全支持，尤其是 Java 本身并不支持它。请参阅this answer 了解更多信息。

【讨论】：

实际上如果 OP 想要如此努力地使用 JPEG，则可以对 JPEG 进行无损修改。 en.wikipedia.org/wiki/Lossless_JPEG
GIF 仅支持颜色索引模式，因此即使更改单个位也会将像素更改为任何随机颜色（可能包括透明颜色）。我们的 OP 自信地说“嘿，它与 gif 一起工作”，但肯定伴随着一整套自己的可见人工制品。
感谢回复。我不想使用 jpeg，我只是想知道是否可能。当我使用 gif 时，图像没有明显改变（也许这是因为我改变了仅几个字节）。

【解决方案2】：

为什么你的方法失败了

正如 Salinkov 所建议的，jpeg 格式会导致数据压缩。总结一下你做了什么：

您将图像数据加载到字节数组中。
您修改了一些字节。
您将字节数组加载为图像。
您将此图像保存为 jpeg 格式，这会导致重新压缩。

这就是你的方法失败的地方。无损格式不会产生这些问题，这就是 gif 有效的原因。或者png、bmp等……

你能用你的方法制作jpeg吗？

Weeeeell，不，不是真的。首先，我们需要了解一张 jpeg 图片包含什么样的数据。

简短的回答是单个字节与图像中的实际像素不对应。

长话短说，您将图像拆分为 8x8 数组并采用 DCT 来获得频率系数。在量化步骤之后，它们中的许多将变为 0，尤其是较高频率的系数（DCT 阵列的右下角 - see here）。这是jpeg的有损步骤。你牺牲了更高的频率系数以获得一些可容忍的图像失真（信息丢失）。现在，您保存的是非零系数，基于它们在矩阵中的位置，即 (0, 0, -26)、(0, 1, -3) 等。这可以通过 Huffman 编码进一步压缩。顺便说一句，改变任何一个频率分量都会影响所有 64 个像素。

那么jpeg隐写术一般是怎么做的呢？大多遵循jpeg编码流程：

在 8x8 阵列中分割图像。
对每个 8x8 数组进行 DCT 并量化系数。

现在我们已经获得了量化的 DCT 系数，我们可以从 jpeg 编码过程中休息一下。

通过更改量化系数的值来应用一些隐写算法。
Huffman 压缩系数并使用这些修改后的 DCT 系数继续进行 jpeg 编码过程的其余部分。

【讨论】：