[論文レビュー] Odd-Even Embedding Scheme Based Modified Reversible Watermarking Technique using Blueprint

Arijit Kumar Pal, Poulami Das+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 24, 2013

Advanced Steganography and Watermarking Techniques参考文献 7被引用数 9

ひとこと要約

本稿では、奇数偶数埋め込み方式とブループrintベースの手法を組み合わせることで、高いデータ埋め込み容量と優れた画像品質を達成する、新しい可逆水増幅技術を提案する。ピクセルペアの操作とブループrint生成プロセスを活用することで、元の画像を完全に復元可能であり、埋め込みデータ量に関係なく一貫した約51 dBの水増幅画像品質を維持する。

ABSTRACT

Digital watermarking is a technique of information adding or information hiding in order to identify the owner of the data in multimedia content. It seems that a signal or digital image can permanently embed over another digital data providing a good way to protect intellectual property from illegal replication. The cover data that is transmitted through the internet hides the watermark in a computer aided assertion method such that it becomes undetectable. Finally it stands as a hindrance over many operations without harming the embedded host document. Unfortunately, many owners of the digital materials such as images, text, audio and video are reluctant to the spreading of their documents on the web or other networked environment, because the ease of duplicating digital materials facilitates copyright violation. Digital media distribution occurs through various channels. The cover data may or may not hold any relation with the watermark information. In the last two decades, a considerable amount of research has been done on the digital watermarking of multimedia files such as audio, video, images and text. Different type of watermarking algorithms has been proposed by the researchers to achieve high level of security and authenticity. In our proposed method, a modified reversible watermarking technique is introduced, which employs a blueprint generation of original image based on odd-even embedding methodology to yield large data hiding capacity, security as well as high watermarked quality. The experimental results demonstrate that, no matter how much secret data is embedded, the watermarked quality is about 51dB in this proposed scheme.

研究の動機と目的

• 既存の可逆水増幅技術における低容量なデータ埋め込みおよび劣化した画像品質の課題に対処すること。
• 画像、音声、動画などのマルチメディアコンテンツにおけるデジタル水増幅のセキュリティおよび耐性を向上させること。
• 水増幅抽出後に元の画像を完全に復元可能にすることにより、データ整合性を保証すること。
• 埋め込みデータ量に関係なく一貫した高品質な水増幅画像を実現すること。
• 高い埋め込み容量を維持しながら、人間が感知できない水増幅を実現する手法を開発すること。

提案手法

• 本手法は、ピクセルペアの偶奇性に基づいて秘密データを埋め込むための奇数偶数埋め込み方式を採用する。
• 元の画像のブループrintを、奇数偶数埋め込みプロセスを用いて生成し、データ埋め込みおよび抽出のガイドラインとする。
• 水増幅は、元の画像構造を保持するようにピクセル値を調整することで実施され、元の画像の完全な復元が可能になる。
• 可逆変換を用いることで、水増幅抽出後に元の画像が完璧に再構築可能であることを保証する。
• ブループrintは、抽出後にピクセル値を元の状態に復元するための参照マップとして機能する。
• 歪みを最小限に抑えることで、画像品質を高め、一貫した約51 dBのPSNRを達成する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 可逆水増幅において、画像品質を損なわせることなく、データ埋め込み容量を最大化する方法は何か？
• RQ2 ブループrintベースの手法は、水増幅の埋め込みおよび抽出の正確性と再構成可能性を向上させ得るか？
• RQ3 奇数偶数埋め込みを用いて大量の秘密データを埋め込んだ場合、達成可能な画像品質（PSNR）はどの程度か？
• RQ4 本手法は、水増幅抽出後に元の画像を完全に復元可能に保証するか？
• RQ5 奇数偶数埋め込み方式は、可逆水増幅におけるセキュリティおよび人間が感知できない品質をどの程度向上させるか？

主な発見

• 提案手法は、埋め込みデータ量に関係なく、一貫した約51 dBの水増幅画像品質を達成する。
• 奇数偶数埋め込み機構により、ピクセルペアの関係を効率的に活用することで、高いデータ埋め込み容量が実現される。
• ブループrint生成プロセスにより、水増幅抽出後に元の画像を正確かつ再構成可能に復元できる。
• 高いPSNR値（51 dB）により、水増幅の不顕著性が確認された。
• 本手法は、元の画像の完全な復元をサポートしており、データ整合性が求められる用途に適している。
• 実験結果により、さまざまなデータ埋め込み負荷において、本手法の耐性および信頼性が裏付けられた。