УДК004.056

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ В ЧАСТОТНЫХ АЛГОРИТМАХ МАРКИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Батура В. А., Тропченко А. Ю.


Читать статью полностью 
Язык статьи - Русский


Аннотация
 Рассматривается эффективность использования ортогональных преобразований в частотных алгоритмах цифрового  маркирования  неподвижных  изображений.  Выбраны  дискретное  преобразование  Адамара,  дискретное косинусное  преобразование  и  дискретное  преобразование  Хаара.  Их  эффективность  определяется  незаметностью встроенного с их помощью в изображение цифрового водяного знака, его стойкостью к наиболее распространенным операциям обработки изображения: JPEG-сжатию, зашумлению, изменению яркости и размера, эквализации гистограммы изображения. При использовании указанных ортогональных преобразований алгоритм цифрового маркирования его параметры встраивания остаются неизменными. Незаметность встраивания определяется величиной пикового отношения сигнала к шуму, стойкость водяного знака – коэффициентом корреляции Пирсона. Встраивание считается незаметным, если величина пикового отношения сигнала к шуму не ниже 43 дБ. Встроенный водяной знак 
считается устойчивым к определенной атаке, если коэффициент корреляции Пирсона не ниже 0,5. Для вычислительного  эксперимента выбран  алгоритм  Elham,  основанный  на энтропии  изображения.  Вычислительный  эксперимент проводится по следующему алгоритму: встраивание цифрового водяного знака при помощи алгоритма Elham в низкочастотную область изображения (контейнера), применение вредоносного воздействия на защищаемом изображении (стеганоконтейнере), извлечение цифрового водяного знака. Данные действия сопровождаются оценкой качества 
стеганоконтейнера и водяного знака, на основе которых и определяется эффективность ортогонального преобразования. В результате вычислительного эксперимента было установлено, что выбор указанных ортогональных преобразований  при  одинаковом  алгоритме  и  параметрах  встраивания  не влияет  на степень  незаметности  водяного  знака. Основываясь на показателях корреляции, была установлена эффективность дискретного преобразования Адамара и дискретного косинусного преобразования по отношению к выбранным для эксперимента атакам. При этом использо-
вание дискретного преобразования Адамара повышает устойчивость встроенного водяного знака к изменению яркости  и  эквализации  гистограммы  стеганоконтейнера.  Использование  преобразования  Хаара  показало  наименьшую эффективность. Полученные результаты будут полезны при разработке частотного алгоритма встраивания цифрового водяного знака в изображение.

Ключевые слова:  преобразование Адамара, сжатие JPEG, стеганография, цифровое маркирование, цифровой водяной знак

Список литературы
1. Грибунин В.Г., Оков И.Н., Туринцев В.И. Цифровая стеганография. М.: СОЛОН-Пресс, 2002. 272 с.
2. Su Q., Niu Y., Zhao Y., Pang S., Liu X. A dual color images watermarking scheme based on the optimized
compensation of singular value decomposition // AEU – International Journal of Electronics and Communications.
2013. V. 67. N 8. P. 652–664.
3. Wu X., Sun W. Robust copyright protection scheme for digital images using overlapping DCT and SVD //
Applied Soft Computing Journal. 2013. V. 67. N 2. P. 1170–1182.
4. Patra J.C., Phua J.E., Bornand C. A novel DCT domain CRT-based watermarking scheme for image authentication
surviving JPEG compression // Digital Signal Processing: A Review Journal. 2010. V. 20. N 6. P.
1597–1611.
5. Bhatnagar G., Jonathan Wu Q.M. A new logo watermarking based on redundant fractional wavelet transform
// Mathematical and Computer Modelling. 2013. V. 58. N 1–2. P. 204–218.
6. Bhatnagar G., Jonathan Wu Q.M., Raman B. A new robust adjustable logo watermarking scheme // Computers
and Security. 2012. V. 31. N 1. P. 40–58.
7. Maheswari S., Rameshwaran K. A robust blind image watermarking based on double Haar wavelet transform
(DHWT) // Journal of Scientific and Industrial Research. 2012. V. 71. P. 324–329.
8. Maity S.P., Kundu M.K. DHT domain digital watermarking with low loss in image informations // AEU –
International Journal of Electronics and Communications. 2010. V. 64. N 3. P. 243–257.
9. Ho A.T.S., Shen J., Chow A.K.K., Woon J. Robust digital image-in-image watermarking algorithm using fast
Hadamard transform // Proc. IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 2003. V. 3. P. III826–
III829.
10. Maity S.P., Kundu M.K. Perceptually adaptive spread transform image watermarking scheme using
Hadamard transform // Information Sciences. 2011. V. 181. N 3. P. 450–465.
11. Shabanali Fami E., Samavi S., Rezaee Kaviani H., Molaei Radani Z. Adaptive watermarking in Hadamard
transform coefficients of textured image blocks // 16th International Symposium on Artificial Intelligence and
Signal Processing. Shiraz, Iran, 2012. V. 2012. Art. 6313799. P. 503–507.
12. Saryazdi S., Nezamabadi-pour H. A blind digital watermark in Hadamard domain // International Journal of
Computer, Information, Systems and Control Engineering. 2007. V. 1. N 3. P. 784–787.
13. Разинков Е.В., Латыпов Р.Х. Встраивание цифрового водяного знака в изображение с использованием
комплексного преобразования Адамара // Материалы II международной научной конференции по
проблемам безопасности и противодействия терроризму. М.: МЦНМО, 2007. С. 509–514.
14. Bhatnagar G., Raman B. Robust watermarking in multiresolution Walsh-Hadamard transform // IEEE International
Advance Computing Conference (IACC 2009). Patiala, Infia, 2009. Art. 4809134. P. 894–899.
15. Sarker I.H., Iqbal S. Content-based image retrieval using Haar wavelet transform and color moment // Smart
Computing Review. 2013. V. 3. N 3. P. 155–165.
16. Ho A.T.S., Shen J., Tan S.H. A character-embedded watermarking algorithm using the fast Hadamard transform
for satellite images // Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. 2002.
V. 4793. P. 156–167.
17. Балонин Ю.Н., Сергеев М.Б. Алгоритм и программа поиска и исследования М-матриц // Научно-
технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3 (85). С. 82–86.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика