Method for Distinguishing the Digital Images in Different Formats
Close
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
383 5
Ultima descărcare din IBN:
2023-03-05 14:00
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
004.056 (229)
Computer science and technology. Computing. Data processing (4184)
SM ISO690:2012
КОБОЗЕВА, Алла, БОБОК, Иван, КУШНИРЕНКО, Наталия. Метод отделения цифровых изображений в разных форматах хранения. In: Problemele Energeticii Regionale, 2022, nr. 1(53), pp. 109-124. ISSN 1857-0070. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2022.1-53.09
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1(53) / 2022 / ISSN 1857-0070

Method for Distinguishing the Digital Images in Different Formats

Metodă pentru separarea imaginilor digitale în diferite formate de stocare

Метод отделения цифровых изображений в разных форматах хранения

DOI:https://doi.org/10.52254/1857-0070.2022.1-53.09
CZU: 004.056

Pag. 109-124

Кобозева Алла, Бобок Иван, Кушниренко Наталия
 
Национальный университет «Одесская политехника»
 
 
Disponibil în IBN: 28 februarie 2022


Rezumat

Nowadays, the energy systems are considered to be the main vital factor for the functioning of society. Today, this part of the infrastructure cannot exist without the informative infrastructure, so it needs efficient information and cyber protection. To detect the data integrity violations is one of the main tasks in the field of information security. In the paper, the digital images are considered as information content. The image integrity violation often results in the change of the original storage format. The format change is an indicator of the image transformation. At the same time, this fact can be considered as an indirect indicator of its integrity violation. The effective method for distinguishing the original image in lossless format from the image re-saved to lossless format from lossy format is developed in the current work. The proposed method is an improvement of the method developed by the authors earlier. The method is based on the analysis of the number of non-intersecting image blocks, in which the normalized gap of maximum singular value increases due to the image's re-saving into a lossy format. The algorithmic implementation of the improved method allowed us to reduce the examination time in 38-56 times for more than 50% of images originally stored in lossy format compared to the prototype method. The algorithm efficiency was evaluated using Type I and Type II errors, as well as applying the accuracy coefficient (ACC). As a result of testing, Type I error was not detected, Type II error rate was 3.6%, ACC = 0.98. The obtained estimations are independent of the quality factor used when the image was initially saved in a lossy format. The developed algorithm is more efficient than almost all modern analogues, except for the prototype one. The theoretical basis of the proposed improved method makes it possible to use it for the study of the digital image integrity, violated by a minor disturbance, in particular for steganalysis in conditions of low capacity of the hidden communication channel.

Rezultatul abaterilor de la integritatea imaginii digitale este adesea schimbarea formatului de stocare a acesteia, care este considerat un indicator indirect al convertirii sale și atribuie actualitate sarcinii face actuală sarcina de separare a imaginii în diferite formate de stocare, scoțând la evidență faptul că imaginea a fost resalvată. Una din cele mai eficiente metodele moderne, ce soluționează această problemă se bazează pe analiza funcției ()y QF care reflectă dependența numărului de blocuri ale imaginii, în care este majorată separația normată a numărului maxim singular la re-salvarea în format cu pierderi, de coeficientul calității QF. Scopul acestei lucrări este de a reduce investițiile de timp pentru separarea imaginii digitale originale în format fără pierderi de cea care a fost re-salvată în format fără pierderi din formatul cu pierderi, păstrând în același timp o eficiență ridicată a separării. Scopul este atins printr-o alegere rezonabilă a unui număr mic de factori de calitate dintre toți factorii de calitate posibili pentru formatul cu pierderi în cauză, care determină proprietățile caracteristice ale funcției y(QF) independent de specificitatea formatului. Cel mai important rezultat al acestei lucrări este elaborarea metodei și implementarea sa algoritmică a acesteia, care a permis reducerea de 38-56 ori a timpului de examinare pentru mai mult de 50% din imaginile stocate inițial într-un format cu pierderi în comparație cu metoda prototip, astfel eficiența algoritmului sporește eficiența analogiile: erori de gradul 1 nu au fost identificate, erori de gradul 2 au constituit 3.6%. Semnificația rezultatelor obținute constă în asigurarea posibilității examinării eficiente a imaginii, indiferent de factorul de calitate al stocării sale inițiale într-un format cu pierderi în regim de timp real.

Результатом нарушения целостности цифрового изображения часто является изменение формата его хранения, что рассматривается как косвенный показатель его преобразования и делает актуальной задачу отделения изображений в разных форматах хранения, выявления факта пересохранения изображения. Один из наиболее эффективных современных методов, решающих такую задачу, основан на анализе функции ()y QF , которая отражает зависимость количества блоков изображения, в которых увеличивается нормированная отделенность максимального сингулярного числа при пересохранении в формат с потерями, от коэффициента качества QF. Значимым недостатком соответствующего алгоритма является его значительная вычислительная сложность при экспертизе любого изображения. Целью работы является сокращение временных затрат для отделения оригинального цифрового изображения в формате без потерь от такого, которое было пересохранено в формат без потерь из формата с потерями, с сохранением высокой эффективности отделения. Цель работы достигнута за счет обоснованного выбора незначительного количества коэффициентов качества среди всех возможных для рассматриваемого формата с потерями, которые определяют характерные свойства функции y(QF) независимо от конкретики формата. Наиболее важным результатом работы является разработка метода и его алгоритмической реализации, которая позволила уменьшить в 38-56 раз время экспертизы для более чем 50% изображений, первоначально хранящихся в формате с потерями, по сравнению с методом-прототипом, при этом эффективность алгоритма превышает эффективность аналогов: ошибки 1-го рода выявлены не были, ошибки 2-го рода составили 3.6%. Значимость полученных результатов заключается в обеспечении возможности эффективной экспертизы изображения независимо от коэффициента качества его первичного сохранения в формате с потерями в режиме реального времени. Преимуществом предложенного метода является обеспеченная возможность его использования при экспертизе целостности цифрового изображения в условиях малых возмущающих воздействий.

Cuvinte-cheie
integrity violation, digital images, lossy format, lossless format, singular value,

încălcare a integrității, imagine digitală, format cu pierderi, format fără pierderi, separare normalizată a numărului maxim singular,

нарушение целостности, цифровое изображение, формат с потерями, формат без потерь, нормированная отделенность максимального сингулярного числа