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適用於區塊截短碼壓縮後影像的竄改偵測技術

第十八屆資訊管理暨實務 研討會 The 18th Conference on Information Management & Practice. 適用於區塊截短碼壓縮後影像的竄改偵測技術. Speaker: 蔡孟靜 Authors: 蔡孟靜 、 胡育誠、陳武林 Date: 2012.12.08. Outline. 簡介 區塊截短碼 (Block Truncation Coding, BTC) 本篇方法 認證碼產生程序 認證碼藏入程序 竄改偵測程序 實驗數據 結論. 簡介 - 區塊截短碼. 區塊平均值與變異數保留區塊截短碼

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適用於區塊截短碼壓縮後影像的竄改偵測技術

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Presentation Transcript

  1. 第十八屆資訊管理暨實務研討會 The 18th Conference on Information Management & Practice 適用於區塊截短碼壓縮後影像的竄改偵測技術 Speaker: 蔡孟靜 Authors: 蔡孟靜、胡育誠、陳武林 Date: 2012.12.08

  2. Outline • 簡介 • 區塊截短碼(Block Truncation Coding, BTC) • 本篇方法 • 認證碼產生程序 • 認證碼藏入程序 • 竄改偵測程序 • 實驗數據 • 結論

  3. 簡介 - 區塊截短碼 • 區塊平均值與變異數保留區塊截短碼 (Moment Preserving BTC, MPBTC) • 量化臨界值被設定為區塊的平均值 • 若原始像素灰階值大於等於量化臨界值，則位元圖對應位元值設為1；否則設為0。 • 位元圖對應值為1的像素會以重建階b取代；對應值為0的像素以重建階a取代。 a = －  b = ＋  = = = Delp, E. J., and Mitcell, O. R. “Image Compression Using Block Truncation Coding,” IEEE Transactions on Communications (27:9), 1979, pp. 1335-1342.

  4. MPBTC =122 • a＝91 • b＝145 (91, 145, (1110100011101100)2) (a) 原始影像區塊 (b) 位元圖 (c) 重建影像區塊

  5. 簡介 - 區塊截短碼 • 動量絕對值區塊截短碼 (Absolute Moment BTC, AMBTC) • 量化臨界值被設定為區塊的平均值。 a = • 重建階a、b • b= Lema, M. D., and Mitchell, O. R. “Absolute Moment Block Truncation Coding and Its Application to Color Image,” IEEE Transactions on Communications (32:10), 1984, pp. 1148-1157.

  6. AMBTC =122 • a＝93 • b＝144 (93, 144, (1110100011101100)2) (a) 原始影像區塊 (b) 位元圖 (c)重建影像區塊

  7. 本篇方法 • 1.認證碼產生程序 • 2.認證碼藏入程序 • 3.竄改偵測程序 • 藏入認證碼到壓縮碼的位元圖中 • 將遭到竄改部分標示出來

  8. 1.認證碼產生程序 • 產生各別區塊長度len位元的認證碼 • 認證碼：亂數種子seed → 亂數產生器產生亂數值rv→ 亂數值rv轉換成認證資料q q = rv mod 2len • 亂數種子seed • 產生亂數值rv • 認證資料q

  9. 2.認證碼藏入程序 • 將位元圖分割成len群 • 將len位元的認證碼藏入到位元圖 • (a)分割成1群(b)分割成2群(c)分割成4群

  10. 2.認證碼藏入程序 • 計算分群後各別群的同位值(parity) 0 parity 1 parity 位元圖

  11. 2.藏入認證碼 - Example ac1=1 q = (11)2 ac2=1 0 parity 1 1 parity (a) 位元圖 (b) 位元圖中位置 不同群的鄰居個數

  12. 3.竄改偵測程序 • 使用與產生認證碼一樣的亂數種子seed → 亂數產生器產生亂數值rv → 亂數值rv轉換成認證碼q q = rv mod 2len -------------------------------------------------------------------- q = (11)2 ac1=1 parity 相同? ac2=1 parity p = (11)2 位元圖

  13. Is p = q? 3.竄改偵測程序 • 初步竄改偵測是利用同位值概念，可能會造成無法完全偵測出竄改的情況，所以再利用多回合處理來改善偵測錯誤的部分。 No Yes flag= 1 flag = 0 Generated the tampered block

  14. 3.竄改偵測程序 • 初步竄改偵測 len=1 len=2 len=3 len=4

  15. 3.竄改偵測程序 • 多回合處理偵測程序 • (a)上及下(b)左及右(c) 左上及右下(d) 右上及左下

  16. 實驗數據 • AMBTC壓縮技術的重建影像品質

  17. 實驗數據 • 所提出方法藏入機密資料後的影像品質， • 當區塊大小設定為4×4

  18. 實驗數據 測試影像 竄改影像 len=2 初步偵測 多回合處理偵測 邊緣未偵測出的區塊

  19. 實驗數據 • 偵測竄改正確率

  20. 結論 • 藏入認證碼後的影像具有良好的重建影像品質。 • 能夠將影像被竄改的區域標示出來，而且當藏入認證位元len分別設為2、3、4時竄改偵測正確率均超過九成。 • 所提出的技術適用於以區塊截短碼為基礎的設計。

  21. Thank you for your listening.

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