[論文レビュー] Secure Watermarking Scheme for Color Image Using Intensity of Pixel and LSB Substitution

Nagaraj V. Dharwadkar, B. B. Amberker|ArXiv.org|Dec 19, 2009

Advanced Steganography and Watermarking Techniques参考文献 1被引用数 15

ひとこと要約

本稿では、画素強度に基づくLSB置換を用いた、盲目的で目に見えない色画像向けのウェアラブル水印技術を提案する。画素ごとのチャンネル強度に応じて動的に埋め込みビット数を変更し、秘密鍵を用いて水印を保護することで、元のカバーサイズと同等の高い容量と、圧縮、ノイズ、クロッピングなどの一般的な画像攻撃に対して高い耐性を実現する。

ABSTRACT

In this paper a novel spatial domain LSB based watermarking scheme for color Images is proposed. The proposed scheme is of type blind and invisible watermarking. Our scheme introduces the concept of storing variable number of bits in each pixel based on the actual color value of pixel. Equal or higher the color value of channels with respect to intensity of pixel stores higher number of watermark bits. The Red, Green and Blue channel of the color image has been used for watermark embedding. The watermark is embedded into selected channels of pixel. The proposed method supports high watermark embedding capacity, which is equivalent to the size of cover image. The security of watermark is preserved by permuting the watermark bits using secret key. The proposed scheme is found robust to various image processing operations such as image compression, blurring, salt and pepper noise, filtering and cropping.

研究の動機と目的

• 高容量を維持しつつ、画像品質を損なわない安全で盲目的かつ目に見えない色画像向け水印技術の開発。
• 固定ビット埋め込みの制限を克服し、色チャンネルの強度に応じて画素ごとの水印ビット数を動的に調整することによる埋め込み能力の向上。
• 埋め込み前に秘密鍵を用いて水印ビットを並び替えることで、不正な検出に対するセキュリティを強化。
• 圧縮、ノイズ、クロッピングなどの一般的な画像処理攻撃に対して耐性を確保。
• 元のカバーサイズと同等の埋め込み容量を達成。

提案手法

• 本手法は、色画像の赤（R）、緑（G）、青（B）チャンネルを用いて水印を埋め込む。
• 1画素あたりの埋め込みビット数は、色チャンネルの強度に応じて決定される。強度が高くなるほど、より多くのビットを格納可能となる。
• 水印ビットは、埋め込み前に秘密鍵を用いて並び替えられ、セキュリティが向上する。
• 強度のしきい値に基づき、選択的にLSB置換が適用される。
• 水印は空間ドメインに埋め込まれ、視覚的品質を保持し、盲的な抽出を可能にする。
• 本手法は、カバーサイズと同等の高容量を実現可能である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 空間ドメインにおける水印埋め込みで、画像品質を損なわず、埋め込み容量を最大化する方法は何か？
• RQ2 強度に基づく動的ビット割り当てにより、容量と見えなさの両方が向上するか？
• RQ3 秘密鍵に基づく並び替えは、不正な検出に対する水印のセキュリティをどの程度向上させるか？
• RQ4 提案手法は、一般的な画像処理操作（圧縮、ぼかし、塩こしょうノイズ、フィルタリング、クロッピング）に対してどの程度耐性を示すか？
• RQ5 盲的な水印手法は、色画像において高容量を実現しながらも、見えなさを維持できるか？

主な発見

• 提案手法は、カバーサイズと同等の埋め込み容量を達成し、高いデータ埋め込み効率を実現した。
• 本手法は、画像圧縮、ぼかし、塩こしょうノイズ、フィルタリング、クロッピング攻撃に対して耐性を示した。
• 強度に基づく可変ビット割り当ての導入により、埋め込み効率が向上し、視覚的品質が維持された。
• 秘密鍵を用いた水印ビットの並び替えは、不正な抽出に対するセキュリティを顕著に向上させた。
• 本手法は盲的であり、元のカバーサイズがなくても水印の抽出が可能である。
• 視覚的および知覚的評価により、水印が目に見えないことが確認された。