Theoretical foundations for the method of separating the clone from the prototype in a digital image

Authors

  • Алла Анатоліївна Кобозєва Одеський національний політехнічний університет, Україна
  • Іван Ігорович Бобок Одеський національний політехнічний університет, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18372/2225-5036.24.12341

Keywords:

digital image, integrity violation, cloning, clone, prototype, separation of the clone from the prototype, block, distinctive outskirt

Abstract

If digital images, digital video are used for an unattractive purpose, then unauthorized violations of their integrity can lead to negative consequences for an individual, for society as a whole. Therefore, the task of detecting the violation of the integrity of information content, in particular, digital images, which are considered in the work, is extremely relevant. Cloning is most often used for unauthorized changes of digital images. Cloning is the process by which a part of the image (prototype) is copied and transferred to its other area. So the clone is formed. The problem of separating the clone from the prototype is the most difficult. If the clone and the prototype are processed equally or not processed at all, then this problem does not have a satisfactory solution at this moment. The solution of such a problem will make it possible to increase the informative value of the results of cloning detection. The existing methods for solving this problem use, as a rule, the technology of digital watermarks. The introduction of a digital watermark into an image allows you to monitor the process of its subsequent unauthorized changes, but it breaks the integrity of the image. The aim of the work is to develop the theoretical foundations for the method of separating the clone from the prototype. This method should not use digital watermark technology. It must be effective under conditions where the clone and the prototype are treated identically. Theoretical bases use a block-oriented approach. A quantitative parameter is found in the work, which makes it possible to effectively separate the clone region from the prototype. This parameter is the norm of the distinctive neighborhood of the clone/prototype. A distinctive neighborhood is a square matrix of small size. Elements of this matrix reflect the difference of the clone/prototype block from the neighboring blocks in the image. The maximum efficiency of separating the clone from the prototype is achieved when the radius of the distinctive neighborhood is 1. The results of the computational experiment are presented.The errors do not exceed 5,5% for a 32*32 pixel block in conditions of saving a cloned image in lossless format (Tif), as well as with losses (Jpeg) with different quality factors. The errors do not exceed 7,5% in conditions of complex disturbances.

Author Biographies

Алла Анатоліївна Кобозєва, Одеський національний політехнічний університет, Україна

Освіта: Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова.

Посада: завідувач кафедри інформатики та управління захистом інформаційних систем з 2009 року.

Наукові інтереси: інформаційна безпека, стеганографія, стеганоаналіз, обчислювальна та дискретна математика.

Публікації: більше 200 наукових публікацій, серед яких монографії, підручники, наукові статті, патенти.

Іван Ігорович Бобок, Одеський національний політехнічний університет, Україна

Рік та місце народження: 1987 рік, м. Одеса, Україна.

Освіта: Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова, 2009 рік.

Посада: старший викладач кафедри інформатики та управління захистом інформаційних систем з 2011 року.

Наукові інтереси: інформаційна безпека, стеганографія, стеганоаналіз.

Публікації: більше 20 наукових публікацій, серед яких монографії, статті у рецензованих вітчизняних та закордонних наукових журналах.

References

D. Cozzolino, «Efficient dense-field copy-move forgery detection», IEEE Transaction on Information Forensics and Security , Vol. 10, No. 11, рp. 1–14, 2015.

Manish Deoli, Jyoti Joshi, «A Fast and Robust Approach to Detect Copy-Move Forgery in Digital Images», International Journal of Computer Applications Volume, Vol. 137, No. 5, рp. 29–33, 2016.

N. Anantharaj, «Tampering and Copy-Move Forgery Detection Using Sift Feature», International Journal of Innovative Research in Computer and Communication Engineering, Vol.2, Iss. 1, рp. 2132–2137, 2014.

C. Prerna, J. Рercy Granaph, S. Angaline., I.Thanga Belsi, «A keypoint based copy-move forgery detection», International Journal of Advanced Information Science and Technology, Vol. 12, No. 12, рр. 234-245, 2013.

А.А. Кобозева, И.И. Бобок, Л.М. Дзюбинская, «Выявление нарушений целостности цифрового изображения путем использования стеганографических алгоритмов», Інформатика та математичні методи в моделюванні, Т.5, №2, с. 129-134, 2015.

Е.Ю. Лебедева, «Метод локализации и идентификации оригинальной и клонированной областей изображения», Інформатика та математичні методи в моделюванні, Том 4, №1, с. 76 – 84, 2014.

І.І. Бобок, «Метод відокремлення клону від прообразу в цифровому зображенні в умовах відсутності відмінностей при їх постобробці», Інформатика та математичні методи в моделюванні, Т.7, №4, с. 298-307, 2017.

C.М. Григоренко, «Розвиток методу виявлення клонування в цифровому зображенні в умовах додаткових збурних дій», Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні, Вип. 1(31), с. 85–98, 2016.

Р. Гонсалес, Р. Вудс, Цифровая обработка изображений, М.: Техносфера, 1070 с., 2006.

NRCS Photo Gallery, United States Department of Agriculture. Washington, USA. URL: http:/pho togallery.nrcs.usda.gov.

Downloads

How to Cite

Кобозєва, А. А., & Бобок, І. І. (2018). Theoretical foundations for the method of separating the clone from the prototype in a digital image. Ukrainian Scientific Journal of Information Security, 24(1), 49–55. https://doi.org/10.18372/2225-5036.24.12341

Issue

Vol. 24 No. 1 (2018)

Section

Steganography & Steganalysis

License

The scientific journal "Information Security" adheres to the principles of open science and provides free, free and permanent access to all published materials. The goal of the policy is to increase the visibility, citation and impact of the results of scientific research in the field of information security. The journal works according to the principles of Open Access and does not charge a fee for access to published articles.

All articles are published in Open Access under the Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) license.

Copyright

Authors who publish their works in the journal “Information Security”:

  • retain the copyright to their publications;

  • grant the journal the right of first publication of the article;

  • agree to the distribution of their materials under the CC BY 4.0 license;

  • have the right to reuse, archive, and distribute their works (including in institutional and subject repositories), provided that proper reference is made to the original publication in the journal.