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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳健雄
研究生(外文):Chien-Hsiung Chen
論文名稱:具邊緣保留特性之資料隱藏方法-以空間域灰階影像為例
論文名稱(外文):An edge-preserving data hiding method for spatial-domain gray-level images
指導教授:侯廷偉侯廷偉引用關係
指導教授(外文):Ting-Wei Hou
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:工程科學系專班
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:EPOCLSB邊緣偵測OCSP
外文關鍵詞:EPOCLSBOCSPEdge Detection
相關次數:
  • 被引用被引用:6
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在本論文之研究中,我們結合OCSP資料隱藏法(1’s Complement Substitution Process)及邊緣偵測演算法而發展出新的具有邊緣保留特性的資料隱藏技術(Edge-Preserving 1’s Complement, EPOC)。如果每個掩蔽影像像素隱藏k個位元的秘密訊息(本論文以灰階影像為例),則LSB資料隱藏法之像素誤差達|(2^k-1)| ,其中k為3或4。EPOC法將資料隱藏後的像素誤差限制在二個位元的誤差範圍,即|3|,另外其必須額外增加紀錄位元(record bits)以記錄轉換。EPOC資料隱藏法改善OSCP法,將欲隱藏的秘密訊息隱藏在原始掩蔽影像的非邊緣部份,而將紀錄位元隱藏在影像的邊緣部份,如此不但可以避免原始紀錄位元容易被找到的缺點,且不需要額外的空間來儲存,同時可以有效增進影像的PSNR值,並提升資料隱藏後的影像品質。又因為EPOC法以每個像素的前6個不變的位元來計算邊緣,所以資料隱藏前後所偵測到的邊緣是ㄧ樣的,即具有邊緣保留特性。我們選用USC image database中的灰階影像為樣本加以實驗,在選用的10張影像中,我們的方法的PSNR值平均比LSB法增進12.18%(k=3)和22.41%(k=4)。

相對於前述的優點,本論文的方法相較於原始的LSB方法的缺點是(1)使用不同的邊緣偵測演算法會有不同的邊緣數目,此將影響每張圖能隱藏的資料容量。及(2)必須紀錄秘密訊息的資料大小且必須先找出邊緣才能找出紀錄位元。而相較OSCP法的缺點,EPOC法因為把紀錄位元放在影像內,而非放在影像外的額外空間,所以PSNR值會稍差,約1.52%(k=3)和5.78%(k=4)。
For the LSB (Least Significant Bit) substitution method, the distortion of each bit is within |2^k-1| , where k is the k LSB to be substituted. In contract, OCSP (1’s complement substitution method) restricts the error within |3| at the cost of extra record bits. We propose a method, named Edge-Preserving 1's Complement (EPOC). EPOC further improves the OCSP method by embedding the secret data within the non-edge pixels, and embedding the record bits in the edge pixels. Hence the overhead of OCSP for storing record bits is eliminated. We use 10 images mainly from USC image database as benchmarks. Experiment results show that the proposed method is in average 12.18% (k=3) and 22.41% (k=4) in PSNR better than the LSB method, respectively.

On the other hand, EPOC has the disadvantages: (1) the maximum amount of secret data depends on the number of edge pixels; (2) it takes more computation time to find the edges, and to encode/decode the record bits hidden in edges; (3) it has lower PSNR than OCSP, 1.52% (k=3) and 5.78% (k=4) in the experiments, respectively.
中文摘要 ................................................i
Abstract ...............................................ii
章節目錄 ..............................................iii
表目錄 ..................................................v
圖目錄 .................................................vi
名詞與縮寫對照表......................................viii
第一章 緒論 .............................................1
1.1 研究目的與動機 ...............................1
1.2 研究目的 .....................................2
1.3 研究範圍與假設 ...............................2
1.4 研究方法 .....................................3
1.5 論文架構 .....................................4
第二章 背景與文獻探討 ...................................5
2.1 背景 .........................................5
2.1.1 何謂影像處理 ...........................5
2.1.2 影像品質的衡量 .........................5
2.1.3 Bitmap影像格式 .........................6
2.2 資料隱藏 ....................................10
2.3 邊緣偵測 ....................................11
2.4 OCSP資料隱藏法 ..............................16
2.5 以邊緣來隱藏的相關研究 ......................21
第三章 具邊緣保留特性之資料隱藏方法 ....................23
3.1 原理與方法 ..................................23
3.2 與OCSP法的差異 ..............................29
3.3 邊緣保留 ....................................30
3.4 EPOC演算法 ..................................33
3.5邊緣數目與失真 ...............................38
第四章 實驗設計與實驗結果 ..............................39
4.1 實驗環境 ....................................39
4.2 實驗流程 ....................................39
4.3 實驗目的.....................................40
4.4 實驗結果.....................................43
第五章 結論與未來工作 ..................................56
5.1 結論 .......................................56
5.2 未來工作...................................57
參考文獻 ...............................................58
附錄A 實驗結果節錄—邊緣影像及偽裝影像(k=3)...........60
附錄B 實驗結果節錄—邊緣影像及偽裝影像(k=4)...........61
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