tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТtuzsut-349Research ArticleСтатьиИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА 3‐БИТНОГО КВАНТОВАНИЯ ДЛЯ АЛГОРИТМА СЕЛЕКТИВНОЙ АУТЕНТИФИКАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИИ, УСТОЙЧИВОГО К JPEG СЖАТИЮTHE USAGE OF 3-BIT QUANTIZATION METHOD FOR SELECTIVE IMAGE AUTHENTICATION ALGORITHM ROBUST TO JPEG COMPRESSIONЖувикинА. Г.ZhuvikinA.

Жувикин Алексей Георгиевич - аспирант кафедры защищённых систем связи Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

zhuvikin@ya.ruКоржикВ. И.KorzhikV.

Коржик Валерий Иванович - доктор технических наук, профессор кафедры защищённых систем связи Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

val-korzhik@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-БруевичаРоссия201613042022215257Copyright © Жувикин А.Г., Коржик В.И., 20222022Жувикин А.Г., Коржик В.И.Zhuvikin A., Korzhik V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/349

Преимуществом использования цифровых водяных знаков является то, что они не  требуют использования дополнительного объёма памяти для хранения метаданных. Однако, применение JPEG сжатия, как наиболее распространённого метода уменьшения размера изображений, приводит к нарушению целостности при использовании точной аутентификации. В данной работе предложен улучшенный метод селективной аутентификацииизображений, устойчивый к JPEG сжатию, основанный на применении центральных конечных разностей и алгоритма 3-битного квантования вектора свойств. Экспериментальныерезультаты показали высокую устойчивость к JPEG сжатию с параметром качества Q ≥ 8, высокую вероятность обнаружения искажений небольших искажений изображений, показатели PSNR ≥ 40 дБ после погружения цифровых водяных знаков и низкую вычислительную сложность алгоритма по сравнению с предыдущим методам.

The advantage of watermarking usage is it does not require to store of metadata in extra memory space. However, JPEG algorithm, being a common method for image compression, leads to break-in of strict image authentication. An improved algorithm of selective image authentication tolerant to JPEG compression is presented. Proposed method is based on central finite differences and 3-bit quantization of the feature vector. The experimental results show that algorithm has strong resistance to JPEG compression with quality factor Q ≥ 8, the high probability of malicious tampering detection and low order of calculation complexity comparing with the previous presented. A visual quality (PSNR) of the watermarked image is higher than 40 dB.

цифровые изображенияселективная аутентификацияJPEG3-битное квантованиевейвлет-преобразование Хаарацентральные конечные разностиdigital imagesselective authenticationJPEG3-bit quantizationdiscrete wavelet transformReferencesMenezes A. A. J., Van Oorschot P., and Vanstone, S. Handbook of Applied Crytography // Discrete Mathematics and Its Applications Series. Crc Press. 1997.Menezes A. A. J., Van Oorschot P., and Vanstone, S. Handbook of Applied Crytography // Discrete Mathematics and Its Applications Series. Crc Press. 1997.Lee M. H., Korzhik V. I., Morales-Luna G., Lusse S., and Kurbatov E. Image authentication based on modular embedding. IEICE Transactions 89-D. 2006. N 4. PP. 1498–1506.Lee M. H., Korzhik V. I., Morales-Luna G., Lusse S., and Kurbatov E. Image authentication based on modular embedding. IEICE Transactions 89-D. 2006. N 4. PP. 1498–1506.Goljan M., Fridrich J. J., and Du R. Distortion-free data embedding for images // In Proceedings of the 4th International Workshop on Information Hiding. IHW '01. Springer-Verlag, London, UK. 2001. PP. 27–41.Goljan M., Fridrich J. J., and Du R. Distortion-free data embedding for images // In Proceedings of the 4th International Workshop on Information Hiding. IHW '01. Springer-Verlag, London, UK. 2001. PP. 27–41.Fridrich J., Goljan M., and Du R. Invertible authentication watermark for JPEG images / In ITCC (2004-01-26). IEEE Computer Society. PP. 223–227.Fridrich J., Goljan M., and Du R. Invertible authentication watermark for JPEG images / In ITCC (2004-01-26). IEEE Computer Society. PP. 223–227.Ni Z., Shi Y., Ansari N., and Su W. Reversible data hiding // IEEE Trans. Circuits Syst. Video Techn. 2006. 16, 3. PP. 354–362.Ni Z., Shi Y., Ansari N., and Su W. Reversible data hiding // IEEE Trans. Circuits Syst. Video Techn. 2006. 16, 3. PP. 354–362.Korzhik V., Zhuvikin A., and Morales-Luna G. Selective image authentication tolerant to JPEG compression // In 6th IISA 2015. IEEE, 06–08.Korzhik V., Zhuvikin A., and Morales-Luna G. Selective image authentication tolerant to JPEG compression // In 6th IISA 2015. IEEE, 06–08.Eberly D. Derivative approximation by finite differences. Tech. rep. 2008.Eberly D. Derivative approximation by finite differences. Tech. rep. 2008.Zivic N. Robust Image Authentication in the Presence of Noise. Springer International Publishing, 2015. 187 p.Zivic N. Robust Image Authentication in the Presence of Noise. Springer International Publishing, 2015. 187 p.Porwik P. and Lisowska A. The Haar wavelet transform in digital image processing: its status and achievements // Int. Journal Machine Graphics & Vision. 2004. V. 13. N 1. PP. 79–98.Porwik P. and Lisowska A. The Haar wavelet transform in digital image processing: its status and achievements // Int. Journal Machine Graphics & Vision. 2004. V. 13. N 1. PP. 79–98.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.