Сравнение эффективности различных подходов к защите JPEG-изображений полухрупкими водяными знаками

Abstract

Одним из способов защиты изображений от подделки является встраивание в них цифровых водяных знаков (ЦВЗ) – добавочной информации, разрушающейся при внесении несанкционированных изменений. Отдельной сложностью при проектировании алгоритмов встраивания подобных ЦВЗ является обеспечение их стойкости к допустимым преобразованиям, наиболее характерным примером которых является сжатие с потерями. Такие ЦВЗ называются полухрупкими. Настоящая работа посвящена исследованию различных алгоритмов встраивания ЦВЗ, проявляющих себя как полухрупкие по отношению к JPEG-сжатию. Интерес представляет исследование влияния объёма встраиваемой информации, местоположения отбираемых для встраивания спектральных коэффициентов, а также конкретных методов их модификации на качество результирующего (защищённого) изображения, а также на точность решения искомой задачи аутентификации. Данное исследование проведено с целью выработки рекомендаций по выбору сочетаний этих параметров в зависимости от конкретных условий использования защищаемого изображения. One of the ways to protect images from tampering is embedding a digital watermark –additional information destroyed by unauthorized changes. The development of digitalwatermark embedding methods that are robust against allowable transformations the mosttypical example of which is lossy compression presents a challenging task. Such methods andwatermarks embedded by them are called semi-fragile. The paper considers different semi-fragile watermarking techniques that resisting JPEG. Of particular interest is analyzing howwatermark capacity, positions of spectral coefficients selected for embedding and specificalgorithms of coefficients modification affect the quality of the resulting (secure) image. Thisstudy provides the best combinations of these parameters depending on the terms of use of aprotected image.