본 논문은 컬러 이미지에서 비트플레인의 복잡도를 이용한 적응적 스테가노그라피 방법을 제안하였다. 기존에 비트플레인을 이용한 스테가노그라피 방법들은 대용량의 데이터를 삽입하기 위해 고정 임계값과 가중치를 사용하거나 비트플레인에 따라 가변 크기를 구하여 정보를 삽입하는 반면에 본 논문에서는 컬러이미지에서, 각 커버이미지의 비트플레인의 블록별 복잡도와 삽입할 데이터의 복잡도, 유사도를 측정하고, 비교분석 하여 가장 적합한 비트플레인 블록에 정보를 삽입하는 방법을 제안하였다. 실험 결과 제안 방법은 기존의 방법보다 화질과 삽입 용량 면에서 보다 향상된 결과를 얻을 수 있었다
본 논문은 컬러 이미지에서 비트플레인의 복잡도를 이용한 적응적 스테가노그라피 방법을 제안하였다. 기존에 비트플레인을 이용한 스테가노그라피 방법들은 대용량의 데이터를 삽입하기 위해 고정 임계값과 가중치를 사용하거나 비트플레인에 따라 가변 크기를 구하여 정보를 삽입하는 반면에 본 논문에서는 컬러이미지에서, 각 커버이미지의 비트플레인의 블록별 복잡도와 삽입할 데이터의 복잡도, 유사도를 측정하고, 비교분석 하여 가장 적합한 비트플레인 블록에 정보를 삽입하는 방법을 제안하였다. 실험 결과 제안 방법은 기존의 방법보다 화질과 삽입 용량 면에서 보다 향상된 결과를 얻을 수 있었다
In this paper, we proposed a new method of the Adaptive steganography using complexity on bit planes of color image. Applying fixing threshold and variable length, if insert information into all bit plans, all bit plans showed different image quality. Therefore, we first defined the complexity on bi...
In this paper, we proposed a new method of the Adaptive steganography using complexity on bit planes of color image. Applying fixing threshold and variable length, if insert information into all bit plans, all bit plans showed different image quality. Therefore, we first defined the complexity on bit plane and data complexity, similarity insert information into bit plans. As a result, the proposed method increased the insertion capacity and improved the image quality than fixing threshold and variable length method.
In this paper, we proposed a new method of the Adaptive steganography using complexity on bit planes of color image. Applying fixing threshold and variable length, if insert information into all bit plans, all bit plans showed different image quality. Therefore, we first defined the complexity on bit plane and data complexity, similarity insert information into bit plans. As a result, the proposed method increased the insertion capacity and improved the image quality than fixing threshold and variable length method.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 위 고정적인 방법과 가변적인 방법에서 발생하는 이미지 화질 열화를 최소화 하고, 대용량이 비밀 메시지를 삽입할 수 있는 방법을 제안한다. 이러한 제안방법은 각 커버 이미지의 비트플레인과 삽입할 비밀 이미지를 블록화 하고, 각 블록간 복잡도와 유사도를 측정하여 비밀이미지를 삽입흐)는 방법으로, 기존에 방법보다 화질이나 용량측면에서 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 컬러이미지에서 비트플레인의 복잡도와 블록별 유사도를 구하여 비밀 메시지를 삽입하는 대용량 스테가노그라피 방법을 연구하였다. 기존에 스테가노그라피 방법은 고정 임계값을 이용하거나, 커버이미지에 따라 가변 임계값을 이용하는 방법을 이용하여 비밀 메시지를 삽입하는데, 일반적으로 삽입되는 비밀 메시지가 용량이 커질수록 화질열화가 많다.
제안 방법
각 비트플레인의 복잡도를 구하면, 가장 복잡도가 높은 상위 4개의 비트플레인을 선정하고, 이때 각 비트플레인을 8X8 블록화 시킨 후 삽입할 비밀 이미지의 블록과 유사도를 측정하기 위해 블록 정합 시킨다.
각 비트플레인이 복잡도를 구하면, 가장 복잡도가 큰 비트플레인을 선정하고, 이 비트플레인과 삽입하고자 하는 비밀메시지를 8X8블록으로 나눈 후, 비트플레인의 블록과 비밀메세지의 블록 블록 정합시켜 평균절대 오차값을 계산하고, 유사도를 즉정한다.
B 로 분리한다. 그리고 각분리된 R, G, B 프레임을 각각 비트플레인 시키고, 이때 각 비트플레인의 복잡도를 구한다.
G3 프레임으로 분리한후 비밀 이미지를 각각 3개의 프레임에 차레로 삽입하게 되는데, 이는 향후, 명암도나 색상과 같은 이미지 변형 처리가 있을때 강건하게 검출될 수 있도록 하기 위해 똑같은 비밀 메시지를 3개의프레임에 각각 삽입한다. 또한 블록 정합 후 비밀 이미지 블록을 삽입하기 위해, 랜덤 블록 선택 방법을 이용하는데, 랜덤 블록 선택 방법을 위해서는 블록 삽입 순서를 다음과 같이첫 번째 커버 이미지 블록 순서를 지정한다.
본 논문에서 RGB로 분리하는 과정은 입력받은 24bit RGB 컬러이미지를 가지고 R.G3 프레임으로 분리한후 비밀 이미지를 각각 3개의 프레임에 차레로 삽입하게 되는데, 이는 향후, 명암도나 색상과 같은 이미지 변형 처리가 있을때 강건하게 검출될 수 있도록 하기 위해 똑같은 비밀 메시지를 3개의프레임에 각각 삽입한다. 또한 블록 정합 후 비밀 이미지 블록을 삽입하기 위해, 랜덤 블록 선택 방법을 이용하는데, 랜덤 블록 선택 방법을 위해서는 블록 삽입 순서를 다음과 같이첫 번째 커버 이미지 블록 순서를 지정한다.
본 논문에서는 컬러이미지 비트플레인의 복잡도와 평균 절대 오차값을 이용한 유사도 측정을 이용하여 삽입 용량과 커버 이미지 화질을 측정, 실험 하였다.
사용하게 된다. 본 연구에서는 기존 알고리즘에서 사용하던 흑백 경계길이(boarder length)를 8><8 블록으로 나누고, 각 블록에서 흑백 픽셀이 교차되는 이웃화소의 픽셀 변화 수를 가지고 측정한다.
본 연구에서는 컬러이미지를 커버 이미지로 사용하므로 전처리 과정으로 컬러이미지를 R.G.B 로 분리한다. 그리고 각분리된 R, G, B 프레임을 각각 비트플레인 시키고, 이때 각 비트플레인의 복잡도를 구한다.
못한다. 이때 각 비트플래인의 복잡도를 측정하는 방법은 일반적인 표준으로 정의되어 있지는 않지만, 일반적으로 기존 연구에서와 마찬가지로, 본 연구에서는 이진화된 비트플레인의 픽셀값을 구하고흑백 경계 길이(boarder length)를 이용한 Niimi and Kawaguchi의 복잡도를 이용한다.
대상 데이터
실험 데이터중 커버이미지는 320 X 240 해상도를 갖는 RGB 24bit 컬러이미지를 이용하였고, 삽입되는 비밀 이미지는 2bit 서로 용량이 다른 이미지를 이용하였다.
성능/효과
따라서 본 실험 결과 기존에 고정 임계값을 이용한 스테가노그라피 방법이나 가변적인 임계값을 이용한 적응적 스테가노그라피 방법들보다는 화질 면에서 약 평균 5~7dB 정도 향상되는 것을 볼 수 있었다.
실험 결과 본 논문에서 제안한 방법은 기존에 고정 임계 값을 이용한 방법이나 가변 임계값을 이용한 적응적 방법과는 달리 비밀 메시지 용량이 커지더라도 큰 화질 변화를 보이지 않는다.
이는 기존에 공간적 비트플레인 삽입방법에서는 고정적인비트플레인을 이용하거나, 비트플레인 이 복잡도만을 가지고 영상을 삽입함으로써, 실제 영상 화질은 삽입되는 비밀 데이터 용량이 커질수록 화질 열화가 심하게 발생하지마 본 논문에서 제안한 방법은 기존 알고리즘 방법에 각 블록별 유사도를 추가적으로 측정하여 , 커버 이미지와 비밀 이미지간 블록들이 가장 유사한 위치에 1:1 삽입되므로 인해 큰 화질 열화를 보이지 않으며, 오히려 두 이미지간 유사도가 전체적으로 큰 커버 이미지 비트 플레인과 비밀 이미지일 수록 화질 열화가 덜 심한 것을 볼 수 있었다.
메시지를 삽입할 수 있는 방법을 제안한다. 이러한 제안방법은 각 커버 이미지의 비트플레인과 삽입할 비밀 이미지를 블록화 하고, 각 블록간 복잡도와 유사도를 측정하여 비밀이미지를 삽입흐)는 방법으로, 기존에 방법보다 화질이나 용량측면에서 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
하지만 비밀 메시지를 삽입할때 본 논문에서 제안한 방법처럼 비트 플레인과 비밀 메시지의 블록 정합을 이용한 유사도를 측정하고, 가장 유사한 블록에 삽입할 경우, 화질 열화가 가장 적게 발생하는 것을 볼 수 있었다. 이는 스테가노그라피에서 커버 이미지 및 비밀 메세지 용량 보다는, 비트플레인에 삽입되는 비밀 메시지의 위치가 중요하다는 사실을 알수 있다.
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