For image content authentication, a secure watermarking method using quantization-based embedding on the largest singular value (SV) is proposed. Of the many security problems associated with image content authentication, content modification using vector quantization (VQ) attack and information leakage using statistical analysis are examined. Block-wise independent embedding methods can be vulnerable to VQ attack, and quantization-based embedding may leak useful information to attack by statistical analysis. To overcome these security problems, the proposed method places interdependency among embedding blocks and dithers the quantized values with random noise generated by the image features. Moreover, by adjusting the quantized values to be within a certain range, the proposed method can detect tampered areas with high sensitivity and discriminate JPEG compression between a watermarked image that has and has not been compressed using different thresholds of detector. The security analysis and experimental results show that the proposed method is robust against VQ attack and statistical analysis attack, and it can detect tampered areas and determine the authenticity of an image in various cases.
본 논문에서는 특이치 분해를 이용한 안전한 내용 기반 이미지 인증을 위한 워터마킹 방법을 제안하였다. JPEG 압축에 강인하고 삽입 후 영상의 질이 보존되는 성질을 이용하기 위해서 특이치 분해 후 가장 큰 특이값에 양자화 기반으로 정보를 삽입하였다. 과거의 블록 단위의 양자화 기반 정보 삽입 방법은 양자화 공격과 통계학적 공격에 취약함이 알려져 있다. 이러한 문제를 해결하고 검출기의 성능향상을 위해서 'Random Mapping', 'Dithering'과 'Adjustment'라는 과정을 도입하였다. 'Random Mapping'에서는 블록간의 상호 의존성을 주어 양자화 공격의 가능성을 줄이고 'Dithering'에서는 통계학적 공격이 불가능하도록 이미지 특징에 기반한 노이즈를 이용하여 양자화된 값들을 랜덤화 하였다. 또한 'Adjustment'를 통해 검출기의 검출 성능을 조절할 수 있게 하였다. 이러한 세 과정을 통해 제안된 방법은 안전성을 확보 하였고 이는 안전성 분석과 실험 결과를 통해 검증 되었다. 제안된 방법은 내용 조작 부위를 판별함은 물론 JPEG 압축을 구별하고 정보 삽입 후 이미지의 질을 유지함을 확인 하였다.
