Улучшенный алгоритм встраивания информации в сжатые цифровые изображения на основе метода pm1
Евсютин О.О., Кокурина А.С., Шелупанов А.А., Шепелев И.И.

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия

Аннотация:
В статье предлагается и исследуется новый алгоритм встраивания информации в JPEG-изображения, основанный на известном стеганографическом методе «плюс/минус один». Показывается, что при частичном заполнении стегоконтейнера предложенный алгоритм превосходит аналоги за счёт оригинального подхода к определению порядка обхода ДКП-коэффициентов при встраивании в них битов сообщения. В качестве метрики качества используется пиковое отношение сигнал/шум.

Ключевые слова :
защита информации, стеганография, встраивание информации, цифровые изображения, JPEG.

Цитирование:
Евсютин, О.О. Улучшенный алгоритм встраивания информации в сжатые цифровые изображения на основе метода PM1 / О.О. Евсютин, А.С. Кокурина, А.А. Ше­лу­па­нов, И.И. Ше­пелев // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 4. – С. 572-581. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-572-581.

Литература:

  1. Грибунин, В.Г. Цифровая стеганография / В.Г. Гри­бу­нин, И.Н. Оков, И.В. Туринцев. – М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2009. – 272 с.
  2. Salomon, D. Data compression: the complete reference, 4th Edition. – London: Springer–Verlag, 2007. – 1111 p.
  3. Yu, L. PM1 steganography in JPEG images using genetic algorithm / L. Yu, Y. Zhao, R. Ni, Z. Zhu // Soft Computing. – 2009. – Vol. 13(4). – P. 393-400. – ISSN 1433-7479.
  4. Fridrich, J. Steganography in Digital Media: Principles, Algorithms, and Applications / J. Fridrich. – Cambridge: Cambridge University Press, 2010. – 437 p.
  5. Nikolaidis, A. Low overhead reversible data hiding for color JPEG images / A. Nikolaidis // Multimedia Tools And Applications. – 2014. – P. 1-13. – ISSN 1573-7721.
  6. Huang, F. New channel selection rule for JPEG steganography / F. Huang, J. Huang, Y.-Q. Shi // IEEE Transactions on Information Forensics and Security. – 2012. – Vol. 7(4). – P. 1181-1191. – ISSN 1556-6013.
  7. Li, F. Adaptive JPEG steganography with new distortion function / F. Li, X. Zhang, J. Yu, W. Shen // Annals of Telecommunications. – 2014. – Vol. 69(7-8). – P. 431-440. – ISSN 0003-4347.
  8. Almohammad, A. High capacity steganographic method based upon JPEG / A. Almohammad, R.M. Hierons, G. Ghinea // Proceedings of the 3-th International Conference on Availability, Reliability and Security (ARES 2008). – Spain, Barcelona. – 2008. – P. 544–549.
  9. Vongurai, N. Frequency-based steganography using 32×32 Interpolated quantization table and Discrete Cosine Transform / N. Vongurai, S. Phimoltares // Proceedings of the 5-th International Conference on Computational Intelligence, Modelling and Simulation (CIMSiM). – Malaysia, Kuantan. – 2012. – P. 249-253.
  10. Wang, K. A high capacity lossless data hiding scheme for JPEG images / K. Wang, Z.-M. Lu, Y.-J. Hu // The Journal of Systems and Software. – 2013. – Vol. 86(7). – P. 1965-1975. – ISSN 0164-1212.
  11. Velasco, C. Adaptive JPEG steganography using convolutional codes and synchronization bits in DCT domain / C. Velasco, M. Nakano, H. Perez, R. Martinez, K. Yamaguchi // Proceedings of the 52-nd IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS ‘09). – Mexico, Cancun. – 2009. – P. 842-847.
  12. Chen, B. Quantization index modulation: a class of provably good methods for digital watermarking and information embedding / B. Chen, G.W. Wornell // IEEE Transactions on Information Theory. – 2001. –Vol. 47(4). – P. 1423-1443. – ISSN 0018-9448.
  13. Глумов, Н.И. Алгоритм встраивания полухрупких цифровых водяных знаков для задач аутентификации изображений и скрытой передачи информации / Н.И. Глумов, В.А. Митекин // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35, № 2. – С. 262-267. – ISSN 0134-2452.
  14. Глумов, Н.И. Алгоритм поблочного встраивания стойких ЦВЗ в крупноформатные изображения / Н.И. Глумов, В.А. Митекин // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35, № 3. – С. 368-372. – ISSN 0134-2452.
  15. Веричев, А.В. Система встраивания цифровых водяных знаков на триангуляционной сетке опорных точек изображения / А.В. Веричев, В.А. Федосеев // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 3. – С. 555-563. – ISSN 0134-2452.
  16. Zhao, J. Embedding robust labels into images for copyright protection / J. Zhao, E. Koch // Proceedings of the International Congress on Intellectual Property Rights for Specialized Information, Knowledge and New Technologies (KnowRight'95). – Austria, Vienna. – 1995. – P. 242-251.
  17. Burgett, S. Copyright labeling of digitized image data / S. Burgett, E. Koch, J. Zhao // IEEE Communications Magazine. –1998. – Vol. 36(3). – P. 94-100. – ISSN 0163-6804.
  18. Holliman, M. Adaptive public watermarking of DCT-based compressed images / M. Holliman, N. Memon, B.-L. Yeo, M. Yeung // Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. – 1998. – Vol. 3312. – P. 284-295.
  19. Fujimura, M. New data hiding scheme using method of embedding two bits data into two DCT coefficients / M. Fujimura, T. Takano, S. Baba, H. Kuroda // Proceedings of the International Conferences on Signal Processing, Image Processing and Pattern Recognition (SIP 2010) and Multimedia, Computer Graphics and Broadcasting (MulGraB 2010). – Korea Jeju, Island. – 2010. – P. 156-164.
  20. Chen, B. Recursive code construction for reversible data hiding in DCT domain // Multimedia Tools and Applications. – 2013. – Vol. 72(2). – P. 1985-2009. – ISSN 1380-7501.
  21. Xuan, G. Reversible data hiding for JPEG images based on histogram pair / G. Xuan, Y.Q. Shi, Z. Ni, P. Chai, X. Cui, X. Tong // Proceedings of the International Conference on Image Analysis and Recognition (ICIAR 2007). – Canada, Montreal. – 2007. – P. 715-727.
  22. Sakai, H. Adaptive Reversible Data Hiding for JPEG Images / H. Sakai, M. Kuribayashi, M. Morii // Proceedings of the International Symposium on Information Theory and its Applications (ISITA2008). – New Zealand, Auckland. – 2008. – P. 1-6.
  23. SIPI Image Database [Электронный ресурс]. – URL: http://sipi.usc.edu/database/ (дата обращения 1.08.2015).
  24. Крайнов, А.Ю. Модель надёжности передачи информации в защищённой распределённой телекоммуникационной сети / А.Ю. Крайнов, Р.В. Мещеряков, А.А. Шелупанов // Известия Томского политехнического университета. – 2008. –Т. 313, № 2. – С. 60-63. – ISSN 1684-8519.
  25. Исхаков, С.Ю. Гибридная система встраивания интерактивных услуг в цифровой телевизионный поток / С.Ю. Исхаков, А.А. Шелупанов, Р.В. Мещеряков, К.О. Бе­ля­ков, В.А. Ширшин, А.Л. Шум, В.К. Сарьян // Телекоммуникации. – 2015. – № 1. – С. 11-19. – ISSN 1684-2588.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20