week13: PPT Design (2)

今天上課的目的，要我們把上次的PPT經過修改

再Present一次，我的雖然有改，但是我卻不太想上台

因為我覺得實在是沒有什麼好講的

我的投影片只有兩頁，我只有把版面稍微調的漂亮一點而已

因為我已經做的很精簡了，再精簡可能沒辦法了。

只能往別的地方發展。

投影片放在網路硬碟上: webhd.mcu.edu.tw
分享名稱: IMH Class

雖然當初會有這樣的想法，但是看到老師修改的投影片後

覺得自己有點弱了

蓮老師都那麼認真的再作投影片，我怎麼能鬆懈呢?

而且又製作動畫，加上所有的圖都自己重新再畫。

我最近也開始要報告了，我看到我學長他們做的投影片

和老師做的投影片，比較起來，真的可以看的出來有沒有用心在報告

後來我做投影片開始把圖重新畫，加上動畫

一篇論文有很多東西，在三小時內，我應該要報告哪些東西，

我覺得這是一件困難的事情，是我還需要去學習的。

week12 : PPT Design (Part 1)

這禮拜老師要我們把論文製作成PPT

老師把高年級的與低年級的分開，來比較投影片的製作

我負責的是最後一段 Conclusion

我的投影片放在: wehd.mcu.edu.tw
分享名稱為: IMH Class

今天上課很開心，還有拍照。

不過Conclusion對我來說，算是比較簡單。

難報告的都讓其他人挑走了。

Week 2 : Introduce to Steganography Tool : S-Tools

本文主要是介紹藏匿工具中的一套軟體: S-Tools 的操作。
S-Tools 的 S 所代表的英文單字是Steganography(藏匿)的意思。
目前市面上有很多的藏匿工具。S-Tools 可以將訊息嵌入到 GIF格式 的影像中。
本文的用意在於簡單描述其中一套藏匿工具 S-Tools 的操作。(請按此下載 S-Tools )
請按此下載 S-Tools 的使用說明檔案。

Week1 : Introduction to Information Hiding

隨著網路網路(Internet)的蓬勃發展，人們開始藉由網路隨送資料或檔案，但是這樣的一個網路機制，必須要建立在一個具有安全性(Security)的網路上面。試想，若網路傳輸少了安全性，還剩下些什麼 ? 當甲方傳送明文(Plain Text)給乙方時，甲方無法確認該資料是否真的由乙方傳送 ? 在這傳送的過程中，資料是否還完整 ? 資料在傳送途中，如何保證不受到第三者的竊聽與竄改 ?



為了確保明文在傳送過程中，不被第三者竊聽與竄改，於是人們運用密碼學(Cryptography)對明文加密(Encryption)，使之變成密文(Cipher Text)，通常使明文變的不可讀(non-readable)，故此倘若第三者從網路上竊取了傳送端(Sender)所傳送的資料，也無法得知內容。對於情報工作者而言，保密情報是一件非常重要的事情。密碼學Cryptography這單字中，Crypto- 是指secret 的意思，而graph有writing的意思。


在1996年前，相較於密碼學，藏匿學(Steganography)的技術始終受到業界(Industry)及學界(Research Community)比較少的關注。然而隨著多媒體(Multimedia)技術的發展，人們可以輕易的複製這些數位媒體(Digital Media)，例如:文字檔(Text)、圖形(Image)、聲音(Audio)、視訊(Video)等，而造成了版權上的問題。由於數位媒體有完整複製(Perfect Copy)的特性，使得不肖業者，可能會未經版權所有者的認可，大量複製(Large-scale Unauthorized Copy)這些數位媒體。對於創作者或版權所有者造成莫大的影響。於是有人想出，把關於著作權的資訊，內嵌(Embedding)於這些數位媒體當中。當數位媒體被複製時，內嵌的著作權資訊也一併被複製了，便於作者對於著作權的追溯。


這和多媒體的進步，有很大的關係。就拿聲音來說好了，過去傳統的聲音是紀錄於錄音帶(tape)中，只能用錄音的方式來複製，而這樣的複製，將會使複製出來的音質產生誤差。換言之，若複製過後的錄音帶，再經過一次複製，將會使複製出來的音質產生更大的誤差，造成失真的現象。而現在儲存音樂大部分是採用數位形式(Digital Form)來儲存，例如:CD(Compact Disc)。當我們燒錄CD或DVD、VCD時，都能夠完整燒錄，並且不失真。

將資訊隱藏(Information Hiding)的這個想法，並非是近代科學才有，而是從以前就有人這樣作了。例如在兩千多年前的古希臘時代，就有人刮除平時書寫用的小臘版，將信息刻在木板上，再重新用蠟封起來，順利通過邊境檢查，送至斯巴達王后手中，王后將蠟除去後，得知戰爭即將來臨的訊息。而在中國也有類似的觀念，例如江南四大才子之一的唐伯虎，在他的著作 – 西江月中，以每個詩句的字首暗喻進入華府為奴僕是為了秋香。

唐伯虎‧西江月
我聞西方大士，為人了卻凡心。秋來明月照蓬門，香滿禪房出徑。
屈指靈山會後，居然紫竹成林。童男童女拜觀音，僕僕何嫌榮頓。
內嵌：〔我為秋香屈居童僕。〕



這樣的著作，在中國稱為內嵌詩，也有著資訊隱藏的概念。可見資訊隱藏除了要隱藏的資訊外，還需要隱藏的媒體，這樣的媒體我們稱為掩護媒體(Cover Media)，掩護媒體經嵌入資訊後變成一份偽裝媒體 (stego-media)。若我們仔細看Steganography這個單字，Stegano- 有掩護遮蔽的意思，而則有graph有writing的意思，最早可追溯到古希臘時代。


然而大部分的人對於密碼學和藏匿學容易感到混淆。密碼學主要是在探討將如何將明文經過加密演算法後變為密文，而這個密文要讓除了傳送端與接收端以外的第三者無法推敲出原來的明文。希望明文經過加密後，越讓人經由密文猜測出原來的明文。而藏匿學則是藉由掩護媒體，將需要藏匿的資訊隱藏在媒體中，讓人無法察覺被藏匿的資訊。


舉一個例子來說好了，當甲和乙在網路上進行秘密通訊時，甲將明文加密為密文，之後經由網路傳送給乙。雖然第三者無法得知假傳給了乙什麼樣的訊息，但是藉由亂七八糟的密文可以得知，甲和乙在作秘密通訊。秘密通訊這件事情是容易被察覺的。若甲將密文內嵌於其他媒體上，例如圖片，再經由網路傳送內嵌著資訊的圖片給乙，第三者可以得知甲乙在作通訊，但是第三者會認為，這只是普通的圖片傳輸，沒有什麼秘密通訊的成分在裡面。


相較於直接加密，資訊隱藏的方法更具有保密的作用。將欲保密的資料先經過加密的動作，再隱藏於掩護媒體中，則保密效果更好，如同上了兩層鎖的保險櫃一樣。


在2001年的911事件之前，有人謠傳賓拉登和其他恐怖份子，利用資訊隱藏軟體隱藏恐怖活動的訊息。他們在網路的休閒聊天室，色情佈告欄，其他網站等貼上恐怖攻擊目標的圖片。試想美國的聯邦調查局(FBI)該如何查出這些掩護媒體呢? 張貼的圖片那麼多張，究竟哪一張才是具有嵌入祕密資訊的圖片呢? 還有那麼多人瀏覽過這些圖片，究竟這些瀏覽圖片的人當中，哪些才是賓拉登的黨羽呢? 這是一個難度很高的挑戰。

Week15上課筆記

編碼

色彩轉換空間
將影像由RGB轉成YUV(Y：一個像素的亮度，U和V：調色與飽和度)的不同色彩空間，一般的色彩空間由RGB所組成，我們將他轉換成另一種色彩空間YUV，因為人類的眼睛對於亮度看的比調色和飽和度看的更仔細，所以運用YUV的色彩空間讓影像壓縮更有效率
縮減取樣
減少U和V的取樣
離散餘弦變換(DCT)
座標轉換：根據資料特性發展出一套新的座標系統，以減少資料儲存的數量或者是資料比較好被描述
轉換後的座標，左上角就是DC係數(整個亮度的平均值)
量化
將想要表現的東西以數字表現出來
人類對於高頻率的東西，分辨的能力不是很好，所以我們可以運用高頻率降低資訊的數量
轉換後的DCT係數矩陣跟一個量化矩陣作運算，運算後的矩陣會出現蠻明顯的差異

低頻：相鄰兩像素的變化率不大
高頻：相鄰兩像素的變化率大

Week15 JPEG

把老師所提的問題
在經過整理過後
以自己的口吻回答
我覺得我答的不是很好
請大家多多指教
找出我的問題

1. 什麼是色彩空間? 為什麼有不同的色彩空間? 轉換的目的為何?

Ans1:
一群顏色的集合即可稱為色彩空間

Ans2:
不同的色彩空間代表用不同的條件
來形容一群色彩的集合
例如RGB是用紅藍綠三色各佔多少來形容一種顏色
而YCbCr卻是用亮度、色差與飽和度來表達一種顏色
由此可知雖然描述的條件不同卻可同樣用來形容一群顏色

Ans3:
看使用者的需求
像是印表機使用的色彩空間是YMCK
即是一個很好的例子
試想用RGB要怎麼表達出來黑色呢?


2. 什麼是量化? 好處是什麼?

Ans1:
量化即是把一種現象或想描述的事情用數量的形式來表現

Ans2:
可使數據的結果更簡潔
方便觀察或者簡化


3. 什麼是轉換? 為什麼要做 DCT 轉換?

Ans1:
其實轉換的概念我覺得跟色彩空間的轉換概念很像
也是以不同的方式來描述的一群東西的集合
例如要表達平面上的一條線常使用的方法為
y=ax+b
但這個表達是有缺陷的
因為無法表達垂直的角度
因此有人提出了不同的方法
來形容一條線
r = x.cosθ + y.sinθ
這就是一種轉換
而其實這兩個方程式
都是在描述一條線!

Ans2:
因為離散餘弦變換具有很強的"能量集中"特性大多數的自然信號
(包括聲音和圖像)的能量都集中在離散餘弦變換後的低頻部分
所以從講義的8*8陣列可以發現
大部分的頻率都集中到右上角去了


4. DCT 轉換後的矩陣的意義為何? 何謂低頻? 何謂高頻? 對應到一張影像所呈現的意義是什麼?

Ans1:
會有低頻集中在左上角
高頻散佈在右下角的特性

Ans2:

Ans3:

Ans4:

Weak 15 - jpeg

關於jpeg的隱藏技術
由於目前我在做的專研是關於視覺密碼的部份
所以先前也讀了些關於jpeg隱藏浮水印的方法
首先相對於之前的bmp檔案
jpeg檔案是壓縮後的圖像
所以最低位元是壓縮時首先被捨棄掉的部份
(因為最低位元的影像雜亂，捨棄後對原圖沒太大影響)
由於最低位元被捨棄掉了
所以先前所使用的LSB則不適用

再來我要提到空間域及頻率域的技術

空間域:
空間域就是指我們平常圖像用bitmap紀錄的方式
而先前提到的LSB就屬於空間域的技術
但是在jpeg中我們並無法使用LSB來隱藏資訊
因此既然我們無法將資訊隱藏在最低位元中
我們則求其次將資訊隱藏在中頻帶
(由於壓縮影像的資訊隱藏，我們都是先轉至頻率域找出適合隱藏的地方，
然後再轉回空間域，但是在此利用影像四元樹的方法則無須經過此轉換即
可找出中低頻位址，至於頻帶所代表的涵義，我會在頻率域的部份做解釋)
如此一來便能在影響原圖的最低限度下藏入資訊

頻率域:
最簡單的想法，我們將它想成音頻
大概就是長的像那樣的東西
至於我們要如何將空間域的圖片轉換成頻率域
主要是使用以下三種轉換方式:
1.離散餘弦轉換
2.離散小波轉換
3.快速傅立葉轉換
(其轉換公式在此就不詳述，否則真會打不完)
藉由以上方法我們就能將空間域的圖片轉換成頻率域
在頻率域中，我們分成高頻帶、中頻帶、低頻帶三個部份
低頻帶就像是空間域中的最高位元
高頻帶則代表最低位元
由於之前提到最低位元是jpeg影像最優先捨去的部份
所以資訊不能藏在高頻帶
而低頻帶影響圖片最大，所以也不能藏在低頻帶
因此我們所能藏匿的地方就只剩中頻帶了

以上大致就是jpeg這類壓縮圖象隱藏資訊時所用的技術
至於更細節的部分在此也不多詳述

參考論文:
沈伯承-民國92年，中央大學碩士論文，基於灰階視覺密碼之浮水印技術