Классификация и сравнительное исследование систем аутентификации jpeg-изображений, основанных на встраивании полухрупких водяных знаков
Автор: Егорова Анна Александровна, Федосеев Виктор Андреевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Обработка изображений, распознавание образов
Статья в выпуске: 3 т.43, 2019 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматриваются системы полухрупких цифровых водяных знаков, предназначенные для защиты от несанкционированных изменений изображений, представленных в формате JPEG. Эти системы позволяют обнаруживать и определять местоположение изменений, а некоторые также приближённо восстанавливать исходное содержимое. Приводятся формальные схемы, описывающие процедуры встраивания цифровых водяных знаков и аутентификации. Рассматривается более десятка систем данного типа, предложенных с 2000 года, и предлагается их классификация по различным критериям. Представлены результаты экспериментальных исследований различных систем по оценке уровня искажений, возникающих при встраивании информации, а также погрешности при извлечении. Кроме того, исследована работоспособность систем в смысле обеспечения частичной стойкости к JPEG-сжатию.
Цифровой водяной знак, цвз, аутентификация изображений, полухрупкий водяной знак, нзб
Короткий адрес: https://sciup.org/140246470
IDR: 140246470 | DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-3-419-433
A classification of semi-fragile watermarking systems for jpeg images
The article discusses semi-fragile digital watermarking systems designed to protect JPEG images against unauthorized changes. These systems allow detecting and locating changes, and some of them are able to restore the original content. Formal schemes describing the procedures for watermark embedding and authentication are given. We consider more than a dozen systems of this type and classify them according to various criteria. We also consider the results of experimental studies of these systems estimating their level of distortions arising from watermark embedding. In addition, we test the systems whether they are able to operate in the semi-fragile way.
Список литературы Классификация и сравнительное исследование систем аутентификации jpeg-изображений, основанных на встраивании полухрупких водяных знаков
- Cox, I. Digital Watermarking and Steganography: Morgan Kaufmann / I. Cox, J. Kilian, F.T. Leighton, T. Shamoon. - Elsevier, 2008. - 624 p.
- Федосеев, В.А. Цифровые водяные знаки и стеганография: учеб. пособие / В.А. Федосеев. - Самара: Издательство Самарского университета, 2019. - 144 с.
- Федосеев, В.А. Унифицированная модель систем встраивания информации в цифровые сигналы / В.А. Федосеев // Компьютерная оптика. - 2016. - Т. 40, № 1. - С. 87-98.
- Barni, M. Watermarking systems engineering: Enabling digital assets security and other applications / M. Barni, F. Bartolini. - CRC Press, 2004. - 500 p.
- Lin, C.-Y. Issues and solutions for authenticating MPEG video / C.-Y. Lin, S.-F. Chang // Proceedings of SPIE. - 1999. - P. 54-65.
- Lin, C.-Y. Semifragile watermarking for authenticating JPEG visual content / C.-Y. Lin, S.-F. Chang // Electronic Imaging. - 2000. - P. 140-151.
- Ho, C.K. Semi-fragile watermarking scheme for authentication of JPEG images / C.K. Ho, C.-T. Li // International Conference on Information Technology: Coding and Computing, 2004. Proceedings. - 2004. - Vol. 1. - P. 7-11.
- Huang, L.-Y. Authentication watermarking algorithm resisting JPEG compression based on preliminary quantization / L.-Y. Huang // Information Technology Journal. - 2013. - Vol. 12(16). - P. 3723-3728.
- Ye, S. A quantization-based image authentication system / S. Ye, Z. Zhou, Q. Sun, E. Chang, Q. Tian // Proceedings of the 2003 Joint Fourth International Conference on Information, Communications and Signal Processing, 2003 and the Fourth Pacific Rim Conference on Multimedia. Proceedings of the 2003 Joint. - 2003. - Vol. 2. - P. 955-959.
- Preda, R.O. Watermarking-based image authentication robust to JPEG compression / R.O. Preda, D.N. Vizireanu // Electronics Letters. - 2015. - Vol. 51(23). - P. 1873-1875.
- Wang, H. A novel fast self-restoration semi-fragile watermarking algorithm for image content authentication resistant to JPEG compression / H. Wang, A. Ho, X. Zhao // Digital Forensics and Watermarking. - 2011. - Vol. 7128. - P. 72-85.
- Fallahpour, M. Flexible image watermarking in JPEG domain / M. Fallahpour, D. Megias // 2016 IEEE International Symposium on Signal Processing and Information Technology (ISSPIT). - 2016. - P. 311-316.
- Mursi, M. A DCT-based secure JPEG image authentication scheme / M. Mursi, G.M.R. Assassa, H. Aboalsamh, K. Alghathbar // World Academy of Science, Engineering and Technology. - 2009. - Vol. 53. - P. 681-687.
- Lin, E.T. Detection of image alterations using semifragile watermarks / E.T. Lin, C.I. Podilchuk, E.J. Delp // Security and Watermarking of Multimedia Contents II. - 2000. - Vol. 3971. - P. 152-164.
- Al-Mualla, M.E. Content-adaptive semi-fragile water-marking for image authentication / M.E. Al-Mualla // 2007 14th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems. - 2007. - P. 1256-1259.
- Wong, P.H.W. Data hiding technique in JPEG compressed domain / P.H.W. Wong, O.C.L. Au, J.W.C. Wong // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2001. - P. 309-320.
- Xiao, J. A semi-fragile watermarking distinguishing JPEG compression and gray-scale-transformation from malicious manipulation / J. Xiao, Z. Ma, B. Lin, J. Su, Y. Wang // 2010 IEEE Youth Conference on Information, Computing and Telecommunications (YC-ICT). - 2010. - P. 202-205.
- Евсютин, О.О. Улучшенный алгоритм встраивания информации в сжатые цифровые изображения на основе метода PM1 / О.О. Евсютин, А.С. Кокурина, А.А. Шелупанов, И.И. Шепелев // Компьютерная оптика. - 2015. - Т. 39, № 4. - С. 572-581. -
- DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-572-581
- Yu, X. Review on semi-fragile watermarking algorithms for content authentication of digital images / X. Yu, C. Wang, X. Zhou // Future Internet. - 2017. - Vol. 9, Issue 4. - 56.
- Wallace, G.K. The JPEG still picture compression standard / G.K. Wallace // IEEE Transactions on Consumer Electronics. - 1992. - Vol. 38, Issue 1. - P. xviii-xxxiv.
- Chen, B. Quantization index modulation: A class of provably good methods for digital watermarking and information embedding / B. Chen, G. Wornell // IEEE Transaction on Information Theory. - 2001. - Vol. 47, Issue 4. - P. 1423-1443.
- Cox, I.J. Secure spread spectrum watermarking for multimedia / I.J. Cox, J. Kilian, F.T. Leighton, T. Shamoon // IEEE Transactions on Image Processing. - 1997. - Vol. 6, Issue 12. - P. 1673-1687.
- Mitekin, V. A new QIM-based watermarking algorithm robust against multi-image histogram attack / V. Mitekin, V. Fedoseev // Procedia Engineering. - 2017. - Vol. 201. - P. 453-462. -
- DOI: 10.1016/j.proeng.2017.09.687
- Митекин, В.А. Алгоритмы встраивания информации на основе QIM, стойкие к статистической атаке / В.А. Митекин, В.А. Федосеев // Компьютерная оптика. - 2018. - Т. 42, № 1. - С. 118-127. -
- DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-1-118-127
- Глумов, Н.И. Обнаружение дубликатов на изображениях / Н.И. Глумов, А.В. Кузнецов // Компьютерная оптика. - 2011. - Т. 35, № 4. - С. 508-512.
- Глумов, Н.И. Обнаружение на изображениях искусственных изменений локального происхождения / Н.И. Глумов, А.В. Кузнецов // Автометрия. - 2011. - Т. 47(3). - С. 4-12.
- The USC-SIPI Image Database [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://sipi.usc.edu/database/ (дата обращения 07.04.2019).
