Digital Signature Technologies for Image Information Assurance ; Vaizdo skaitmeninis parašas vaizdinės informacijos apsaugai

Administrator

Sujets

• Informatics engineering

Informations

• Publié par: vilnius_gediminas_technical_university
• Publié le: 01 janvier 2011
• Nombre de lectures: 14
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

VILNIUS GEDIMINAS TECHNICAL UNIVERSITY
Artūras KRIUKOVAS
DIGITAL SIGNATURE TECHNOLOGIES
FOR IMAGE INFORMATION ASSURANCE
DOCTORAL DISSERTATION
TECHNOLOGICAL SCIENCES,
INFORMATICS ENGINEERING (07T)




Vilnius 2010 Doctoral dissertation was prepared at Vilnius Gediminas Technical University in
2006–2010.

Scientific Supervisor
Prof Dr Habil Romualdas BAUŠYS (Vilnius Gediminas Technical University,
Technological Sciences, Informatics Engineering – 07T).
























VGTU leidyklos TECHNIKA 1798-M mokslo literatūros knyga
http://leidykla.vgtu.lt


ISBN 978-9955-28-686-8

© VGTU leidykla TECHNIKA, 2010
© Artūras Kriukovas, 2010
[e-mail]

VILNIAUS GEDIMINO TECHNIKOS UNIVERSITETAS
Artūras KRIUKOVAS
VAIZDO SKAITMENINIS PARAŠAS
VAIZDINöS INFORMACIJOS APSAUGAI
DAKTARO DISERTACIJA
TECHNOLOGIJOS MOKSLAI,
INFORMATIKOS INŽINERIJA (07T)



Vilnius 2010 Disertacija rengta 2006–2010 metais Vilniaus Gedimino technikos universitete.

Mokslinis vadovas
prof. habil. dr. Romualdas BAUŠYS (Vilniaus Gedimino technikos
universitetas, technologijos mokslai, informatikos inžinerija – 07T).


Abstract
The dissertation investigates the issues of image authentication and tamper
localization after general image processing operations – blurring, sharpening,
rotation and JPEG compression.
The dissertation consists of four parts including Introduction, 4 chapters,
Conclusions, References.
The introduction reveals the investigated problem, importance of the thesis
and the object of research and describes the purpose and tasks of the paper,
research methodology, scientific novelty, the practical significance of results
examined in the paper and defended statements. The introduction ends in
presenting the author’s publications on the subject of the defended dissertation,
offering the material of made presentations in conferences and defining the
structure of the dissertation.
Chapter 1 revises used literature, analyzes competitive methods. The
devastating effect of blur/sharpen methods on digital image matrices is shown.
General pixel-wise tamper localization methods are completely inefficient after
such casual processing. Block-wise methods demonstrate some resistance
against blurring/sharpening, but no tamper localization with the resolution of up
to one pixel is possible. There is clearly a need for a method, able to locate
damaged pixels despite general image processing operations such as blurring or
sharpening.
Chapter 2 defines theoretical foundation for the proposed method. It is
shown that phase of Fourier transform demonstrates invariance against blurring
or sharpening. The subsequent problem is that relation with pixel in spatial
domain is lost in Fourier, so additional solution that ensures spatial relation is
required.
Chapter 3 explains the algorithm of the proposed method, details the
algorithm of the transformation that establishes strict spatial relationship with
every pixel in spatial domain and in Fourier phase domain.
In Chapter 4 numerical experiments are presented illustrating effectiveness
of the method against general image processing operations – blurring,
sharpening, rotation and JPEG compression.
Total of 3 articles focusing on the subject of the discussed dissertation are
published: two articles – in the ISI Web of Knowledge: Web of Sciences, one
article – in the INSPEC database. 2 presentations on the subject have been given
in conferences at national and international level.

v


Rezium÷
Disertacijoje nagrin÷jamos atvaizdų apsaugos – autentiškumo užtikrinimo ir
pažeidimų radimo, po bendrųjų vaizdo apdorojimo procedūrų – blukinimo,
ryškinimo, pasukimo ar JPEG suspaudimo – problemos.
Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos
literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai.
Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas,
aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai,
aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktin÷
reikšm÷, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema
autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos
struktūra.
Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikta konkuruojančių
metodų apžvalga. Parodomas globalus blukinimo/ryškinimo operacijų poveikis
atvaizdo skaitmenin÷ms matricoms. Išsiaiškinama kod÷l pikselių tikslumo
metodai n÷ra atsparūs tokiam poveikiui. Kod÷l blokiniai metodai demonstruoja
dalinį atsparumą – bet jie n÷ra paj÷gūs surasti vieno pažeisto pikselio.
Parodomas aiškus poreikis metodo, tiek galinčio rasti pažeistus pikselius, tiek
atsparaus bendroms vaizdo apdorojimo procedūroms, tokioms kaip blukinimas
ar aštrinimas.
Antrajame skyriuje pateiktas sukurto metodo teorinis pagrindimas. Įrodoma,
kad Furj÷ faz÷ pasižymi atsparumu blukinimui ir ryškinimui. Tačiau iškyla
sekanti problema d÷l to, kad Furj÷ faz÷je neįmanoma rasti konkretaus pikselio –
reikalingas atskiras sprendimas, garantuojantis pikselio pradiniame atvaizde ir
pikselio Furj÷ faz÷je susiejimą.
Trečiajame skyriuje pateikiamas sukurto metodo algoritmas. Algoritmas
garantuoja griežtą kiekvieno pikselio atitikimą su pikseliu Furje faz÷je – tai
leidžia rasti pažeistus atvaizdo pikselius nepaisant blukinimo ar ryškinimo.
Ketvirtame skyriuje pateikiami skaitinių eksperimentų rezultatai įrodantys
sukurto metodo atsparumą bendroms vaizdo apdorojimo procedūroms, tokioms
kaip blukinimas, ryškinimas, pasukimas ar JPEG suspaudimas.
Disertacijos tema paskelbti 3 straipsniai: du – įtraukti į ISI Web of
Knowledge: Web of Sciences duomenų bazę, vienas – į Inspec duomenų bazę.
Disertacijos tema perskaityti 2 pranešimai Lietuvos bei kitų šalių konferencijose.

vii




Notations
Abbreviations
CSF – contrast sensitivity function;
DCT – discrete cosine transform;
FFT – fast Fourier transform;
HVS – human visual system;
LSB – least significant bits;
MPOF – modified phase only filter;
MSB – most significant bits;
MSE – mean square error;
PSF – point spread function;
PSNR – peak signal to noise ratio;
SSIM – structured similarity index.


ix