Разработка нового подхода к выявлению замещающей области в цифровом изображении
| dc.contributor.author | Кобозева, Алла | |
| dc.contributor.author | Лебедева, Елена | |
| dc.contributor.author | Кобозєва, Алла | |
| dc.contributor.author | Лебєдєва, Олена | |
| dc.contributor.author | Kobozeva, Alla | |
| dc.contributor.author | Lebedeva, Helen | |
| dc.date.accessioned | 2014-09-08T12:41:55Z | |
| dc.date.available | 2014-09-08T12:41:55Z | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description.abstracten | Article is devoted to questions of detecting and localization the falsification in digital images which is understood as replacement part (parts) of one image with part (parts) of other (the same) image called by replacing area. Such type of unauthorized the image change is considered because of its wide distribution in case of deliberate violation its integrity. The last successes in creation, development and accessible of the software, which edits digital signals, demand obligatory inclusion to the complex system of the information security of methods checking the integrity of digital images, video, audio, which relates to passive methods of information security. It is offered a new approach to a solution of the problem of detection and localization replacing area, including the small sizes in the digital image of any format which is based on the general approach to the analysis of a condition and technology of functioning information systems according to this the condition of the digital image formally is described by a condition of set of singular values and the singular vectors of its matrix (matrixes) making a full set of parameters. Basis of approach which is developed take into account correlatability in the image of brightness values of nearby pixels is the analysis of changing behavior of the maximum singular values and corresponding singular vectors blocks to them which received at standard splitting of a image matrix with consecutive shifts of the initial block for 1 pixel. It is shown that the left and right singular vectors which are answering to the maximum singular value for the block of a image matrix are always in the first coordinate orthant of the space R⁸. These vectors are insensitive and sign-insensitive to any revolting influence; for the majority blocks of the image these singular vectors are close to the n-optimum. Indicator of existence replacing area are discontinuities of the first kind of two functions: dependences of a corner between left and right the singular vectors which are answering to the maximum singular values of the block, from block numbers with shift for 1 pixel; dependences the speed changing of the maximum singular value for the block for two consecutive blocks at shift for 1 pixel. On the basis of the received theoretical decisions the new method of identification and localization of replacing area in the forged digital image, which is using consecutive accounting of changes the pattern of behavior of the maximum singular values and corresponding singular vectors to them in blocks of the tested image. The practical result of a method – set of image blocks, which containing borders of replacing area. The main advantage of a method is its invariance concerning a format of storage the image. It is planned the ways of further improvement of the offered method with the purpose of elaboration the localization of replacing area by the cumulative accounting of features of singular values which are analyzed and singular vectors with using of the various weight coefficients. The selection of weight coefficients will be made on the basis of comparison of efficiency localization of replacing area in case of using of singular values / singular vectors for this analysis. | uk |
| dc.description.abstractru | Работа посвящена вопросам детектирования и локализации фальсификации цифровых изображений, под которой понимается замещение части (частей) одного изображения частью (частями) другого (этого же) изображения, называемой замещающей областью. Такой вид несанкционированного изменения изображения рассматривается в силу своего широкого распространения в случае преднамеренного нарушения его целостности. Последние успехи в создании, развитии и общедоступность редактирующего цифровые сигналы программного обеспечения требуют обязательного включения в комплексную систему защиты информации методов проверки целостности цифровых изображений, видео, аудио, относящимся к пассивным методам информационной безопасности. Предлагается новый подход к решению проблемы обнаружения и локализации замещающей области, в том числе малых размеров, в цифровом изображении произвольного формата, в основу которого положен общий подход к анализу состояния и технологии функционирования информационных систем, в соответствии с которым состояние цифрового изображения формально описывается состоянием совокупности сингулярных чисел и сингулярных векторов его матрицы (матриц), составляющих полный набор параметров. Основой разрабатываемого подхода с учетом коррелируемости в изображении значений яркости близлежащих пикселей является анализ изменения поведения максимальных сингулярных чисел и соответствующих им сингулярных векторов блоков, получаемых при стандартном разбиении матрицы изображения, при последовательных сдвигах начального блока на 1 пиксель. Показано, что левый и правый сингулярные векторы, отвечающие максимальному сингулярному числу матрицы блока изображения всегда находятся в первом координатном ортанте пространства R⁸. Эти векторы является нечувствительными и sign-нечувствительными к произвольному возмущающему воздействию; для подавляющего большинства блоков изображения эти сингулярные векторы близки к n-оптимальному. Показателем наличия замещающей области являются разрывы первого рода двух функций: зависимости угла между левым и правым сингулярными векторами, отвечающими наибольшему сингулярному числу блока, от номера блока при сдвиге в 1 пиксель; зависимости скорости изменения максимального сингулярного числа блока для двух последовательных блоков при сдвиге на 1 пиксель. На основании полученных теоретических заключений предлагается новый метод выявления и локализации замещающей области в фальсифицированном цифровом изображении, использующий последовательный учет изменений характера поведения максимальных сингулярных чисел и соответствующих им сингулярных векторов в блоках тестируемого изображения. Результат работы метода – совокупность блоков изображения, содержащих границы замещающей области. Основным преимуществом метода является его инвариантность относительно формата хранения изображения. Намечены пути дальнейшего совершенствования предложенного метода с целью уточнения локализации замещающей области путем совокупного учета особенностей анализируемых сингулярных чисел и сингулярных векторов с использованием различных весовых коэффициентов. Подбор весовых коэффициентов будет производиться на основе сравнения эффективностей локализации замещающей области в случае использования для этого анализа сингулярных чисел/сингулярных векторов. | uk |
| dc.description.abstractuk | Робота присвячена питанням детектування і локалізації фальсифікації цифрових зображень, під якою розуміється заміщення частини (частин) одного зображення частиною (частинами) іншого (цього ж) зображення, яка називається заміщуючою областю. Такий вид несанкціонованого зміни зображення розглядається в силу свого широкого поширення в разі навмисного порушення його цілісності. Останні успіхи в створенні, розвитку і загальнодоступності програмного забезпечення для редагування цифрових сигналів вимагають обов'язкового включення в комплексну систему захисту інформації методів перевірки цілісності цифрових зображень, відео, аудіо, що належать до пасивних методів інформаційної безпеки. Пропонується новий підхід до вирішення проблеми виявлення і локалізації заміщуючої області, в тому числі малих розмірів, в цифровому зображенні довільного формату, в основу якого покладено загальний підхід до аналізу стану і технології функціонування інформаційних систем, відповідно до якого стан цифрового зображення формально описується станом сукупності сингулярних чисел і сингулярних векторів його матриці (матриць), що складають повний набір параметрів. Основою розроблюваного підходу з урахуванням кореляції в зображенні значень яскравості сусідніх пікселів є аналіз зміни поведінки максимальних сингулярних чисел і відповідних їм сингулярних векторів блоків, одержуваних при стандартному розбитті матриці зображення при послідовних зсувах початкового блоку на 1 піксель. Показано, що лівий і правий сингулярні вектори, що відповідають максимальному сингулярному числу матриці блоку зображення, завжди знаходяться в першому координатному ортанті простору R⁸. Ці вектори є нечутливими і sign-нечутливими до довільної збурювальної дії; для переважної більшості блоків зображення ці сингулярні вектори близькі до n-оптимальних. Показником наявності заміщуючої області є розриви першого роду двох функцій: залежності кута між лівим і правим сингулярними векторами, що відповідають найбільшому сингулярному числу блока, від номера блоку при зсуві в 1 піксель; залежності швидкості зміни максимального сингулярного числа блоку для двох послідовних блоків при зсуві на 1 піксель.На підставі отриманих теоретичних висновків пропонується новий метод виявлення і локалізації заміщуючої області в фальсифікованому цифровому зображенні, що використовує послідовне врахування змін характеру поведінки максимальних сингулярних чисел і відповідних їм сингулярних векторів в блоках тестованого зображення. Результат роботи методу – сукупність блоків зображення, що містять межі заміщуючої області. Основною перевагою методу є його інваріантність щодо формату зберігання зображення. Визначені шляхи подальшого вдосконалення запропонованого методу з метою уточнення локалізації заміщуючої області шляхом сукупного врахування особливостей аналізованих сингулярних чисел і сингулярних векторів з використанням різних вагових коефіцієнтів. Підбір вагових коефіцієнтів буде проведений на основі порівняння ефективностей локалізації заміщуючої області у разі використання для цього аналізу сингулярних чисел / сингулярних векторів. | uk |
| dc.format.pagerange | С. 67-74 | uk |
| dc.identifier.citation | Кобозева А. Разработка нового подхода к выявлению замещающей области в цифровом изображении / Алла Кобозева, Елена Лебедева // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні : науково-технічний збірник. – 2013. – Вип. 1(25). – С. 67–74. – Бібліогр.: 13 назв. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/8570 | |
| dc.language.iso | ru | uk |
| dc.publisher | НТУУ "КПІ" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.source.name | Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні: науково-технічний збірник | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject | цифрове зображення | uk |
| dc.subject | заміщуюча область | uk |
| dc.subject | фальсифікація | uk |
| dc.subject | сингулярне число | uk |
| dc.subject | сингулярний вектор | uk |
| dc.subject | матриця | uk |
| dc.subject.udc | 004.056.5 | uk |
| dc.title | Разработка нового подхода к выявлению замещающей области в цифровом изображении | uk |
| dc.title.alternative | Розробка нового підходу до виявлення заміщуючої області в цифрових зображеннях | uk |
| dc.title.alternative | Development a new approach to the identification of replacement area in a digital image | uk |
| dc.type | Article | uk |
| thesis.degree.level | master | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 1.71 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: