Vaizdo skaitmeninis parašas vaizdinės informacijos apsaugai

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamos atvaizdų apsaugos – autentiškumo užtikrinimo ir pažeidimų radimo, po bendrųjų vaizdo apdorojimo procedūrų – blukinimo, ryškinimo, pasukimo ar JPEG suspaudimo – problemos. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikta konkuruojančių metodų apžvalga. Parodomas globalus blukinimo/ryškinimo operacijų poveikis atvaizdo skaitmeninėms matricoms. Išsiaiškinama kodėl pikselių tikslumo metodai nėra atsparūs tokiam poveikiui. Kodėl blokiniai metodai demonstruoja dalinį atsparumą – bet jie nėra pajėgūs surasti vieno pažeisto pikselio. Parodomas aiškus poreikis metodo, tiek galinčio rasti pažeistus pikselius, tiek atsparaus bendroms vaizdo apdorojimo procedūroms, tokioms kaip blukinimas ar aštrinimas. Antrajame skyriuje pateiktas sukurto metodo teorinis pagrindimas. Įrodoma, kad Furjė fazė pasižymi atsparumu blukinimui ir ryškinimui. Tačiau iškyla sekanti problema dėl to, kad Furjė fazėje neįmanoma rasti konkretaus pikselio – reikalingas atskiras sprendimas, garantuojantis pikselio pradiniame atvaizde ir pikselio Furjė fazėje susiejimą. Trečiajame skyriuje pateikiamas sukurto metodo algoritmas. Algoritmas garantuoja griežtą kiekvieno pikselio atitikimą su pikseliu Furje fazėje – tai leidžia rasti pažeistus atvaizdo pikselius nepaisant blukinimo ar ryškinimo. Ketvirtame skyriuje pateikiami skaitinių eksperimentų rezultatai įrodantys sukurto metodo atsparumą bendroms vaizdo apdorojimo procedūroms, tokioms kaip blukinimas, ryškinimas, pasukimas ar JPEG suspaudimas. Disertacijos tema paskelbti 3 straipsniai: du – įtraukti į ISI Web of Knowledge: Web of Sciences duomenų bazę, vienas – į Inspec duomenų bazę. Disertacijos tema perskaityti 2 pranešimai Lietuvos bei kitų šalių konferencijose.

The dissertation investigates the issues of image authentication and tamper localization after general image processing operations – blurring, sharpening, rotation and JPEG compression. The dissertation consists of four parts including Introduction, 4 chapters, Conclusions, References. The introduction reveals the investigated problem, importance of the thesis and the object of research and describes the purpose and tasks of the paper, research methodology, scientific novelty, the practical significance of results examined in the paper and defended statements. The introduction ends in presenting the author’s publications on the subject of the defended dissertation, offering the material of made presentations in conferences and defining the structure of the dissertation. Chapter 1 revises used literature, analyzes competitive methods. The devastating effect of blur/sharpen methods on digital image matrices is shown. General pixel-wise tamper localization methods are completely inefficient after such casual processing. Block-wise methods demonstrate some resistance against blurring/sharpening, but no tamper localization with the resolution of up to one pixel is possible. There is clearly a need for a method, able to locate damaged pixels despite general image processing operations such as blurring or sharpening. Chapter 2 defines theoretical foundation for the proposed method. It is shown that phase of Fourier transform demonstrates invariance against blurring or sharpening. The subsequent problem is that relation with pixel in spatial domain is lost in Fourier, so additional solution that ensures spatial relation is required. Chapter 3 explains the algorithm of the proposed method, details the algorithm of the transformation that establishes strict spatial relationship with every pixel in spatial domain and in Fourier phase domain. In Chapter 4 numerical experiments are presented illustrating effectiveness of the method against general image processing operations – blurring, sharpening, rotation and JPEG compression. Total of 3 articles focusing on the subject of the discussed dissertation are published: two articles – in the ISI Web of Knowledge: Web of Sciences, one article – in the INSPEC database. 2 presentations on the subject have been given in conferences at national and international level.