Initial commit

lab6-steganography/steg/__init__.py

@@ -0,0 +1,5 @@
+__all__ = ["Embedder", "Extractor", "ComponentPipeline"]
+
+from .embedder import Embedder
+from .extractor import Extractor
+from .component_pipeline import ComponentPipeline

lab6-steganography/steg/component_pipeline.py

@@ -0,0 +1,34 @@
+from __future__ import annotations
+from dataclasses import dataclass
+import numpy as np
+
+from entities.rgb_image512 import RgbImage512
+from entities.ycbcr_image512 import YcbcrImage512
+from entities.label64 import Label64
+from entities.sequence8 import Sequence8
+
+from .embedder import Embedder
+from .extractor import Extractor
+
+
+@dataclass(frozen=True)
+class ComponentPipeline:
+    """Оркестрация встраивания/извлечения в заданный канал Y/Cb/Cr."""
+
+    channel: str  # "Y", "Cb", "Cr"
+    embedder: Embedder
+    extractor: Extractor
+
+    def embed_rgb(self, rgb: RgbImage512, label: Label64, seq: Sequence8) -> RgbImage512:
+        """Вернуть новый RGB с вшитой меткой в выбранный канал."""
+        ycbcr = YcbcrImage512.from_rgb(rgb)
+        comp = ycbcr.get_channel(self.channel)
+        comp_new = self.embedder.embed_component(comp, label, seq)
+        ycbcr_new = ycbcr.with_channel(self.channel, comp_new)
+        return ycbcr_new.to_rgb()
+
+    def extract_from_rgb(self, rgb: RgbImage512, seq: Sequence8) -> Label64:
+        """Извлечь метку из выбранного канала RGB-изображения."""
+        ycbcr = YcbcrImage512.from_rgb(rgb)
+        comp = ycbcr.get_channel(self.channel)
+        return self.extractor.extract_label(comp, seq)

lab6-steganography/steg/embedder.py

@@ -0,0 +1,31 @@
+from __future__ import annotations
+from dataclasses import dataclass
+import numpy as np
+
+from entities.block_grid8 import BlockGrid8
+from entities.lsb_row8 import LsbRow8
+from entities.label64 import Label64
+from entities.sequence8 import Sequence8
+
+
+@dataclass(frozen=True)
+class Embedder:
+    """Встраивание метки в 2D-компоненту Y/Cb/Cr через LSB верхней строки блоков 8×8."""
+
+    def embed_component(self, component: np.ndarray, label: Label64, seq: Sequence8) -> np.ndarray:
+        """Вернуть новую компоненту с вшитой меткой."""
+        if component.ndim != 2:
+            raise ValueError("Ожидается 2D-компонента.")
+        h, w = component.shape
+        if h % 8 != 0 or w % 8 != 0:
+            raise ValueError("Размеры компоненты должны быть кратны 8.")
+        blocks = BlockGrid8.split(component)
+        bits = label.to_vector()  # 4096
+        if blocks.shape[0] != bits.size:
+            raise ValueError("Количество блоков должно равняться 4096.")
+        out_blocks = blocks.copy()
+        # Для каждого бита берём 8-битную сигнатуру и встраиваем в верхнюю строку блока
+        for i in range(bits.size):
+            pattern = seq.for_bit(int(bits[i]))
+            out_blocks[i] = LsbRow8.embed(out_blocks[i], pattern)
+        return BlockGrid8.merge(out_blocks, h, w)

lab6-steganography/steg/extractor.py

@@ -0,0 +1,34 @@
+from __future__ import annotations
+from dataclasses import dataclass
+import numpy as np
+
+from entities.block_grid8 import BlockGrid8
+from entities.lsb_row8 import LsbRow8
+from entities.label64 import Label64
+from entities.sequence8 import Sequence8
+
+
+@dataclass(frozen=True)
+class Extractor:
+    """Извлечение метки из 2D-компоненты через LSB верхней строки блоков 8×8."""
+
+    def extract_label(self, component: np.ndarray, seq: Sequence8) -> Label64:
+        """Вернуть Label64, восстановленную из компоненты."""
+        if component.ndim != 2:
+            raise ValueError("Ожидается 2D-компонента.")
+        h, w = component.shape
+        if h % 8 != 0 or w % 8 != 0:
+            raise ValueError("Размеры компоненты должны быть кратны 8.")
+        blocks = BlockGrid8.split(component)
+        if blocks.shape[0] != 4096:
+            raise ValueError("Для метки 64x64 требуется 4096 блоков 8x8.")
+        bits = np.empty(4096, dtype=np.uint8)
+        s0 = seq.seq0
+        s1 = seq.seq1
+        # Поблочный выбор по минимальной хэмминговой дистанции
+        for i, blk in enumerate(blocks):
+            b = LsbRow8.extract(blk)
+            d0 = np.count_nonzero(b != s0)
+            d1 = np.count_nonzero(b != s1)
+            bits[i] = 0 if d0 <= d1 else 1
+        return Label64.from_vector(bits)