Sayısal görüntülerde blok ve tarama sırası temelli yeni bir veri gizleme algoritması tasarımı
Design of a new steganography algorithm based on block and scanning order in digital images
Yazar: TURGAY AYDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. CÜNEYT BAYILMIŞ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Görüntü işleme = Image processing ; Sayısal görüntü = Digital image ; Veri gizleme = Data hiding ; Veri güvenliği = Data security

Özet:
Teknolojinin hızlı ilerleyişiyle sayısal veri elde etme oldukça kolay hale gelmiştir. Uçtan uca veri iletiminde ise ister istemez özel veya gizli veriler üçüncü şahısların eline geçebilmektedir. Rahatlıkla veri iletimi gerçekleştirebilmek için, veri gizleme gibi bazı ek önlemlerin alınması gerekmektedir. Gizli veri iletiminin kullanılabileceği yerlerden biri de sayısal görüntülerdir. Amacı veri gizleme olan steganografi bilimi ile istenilen bu gizliliği sağlamak mümkündür. Yapılan bu çalışmada, sayısal görüntülerde kullanılmak üzere blok eşleştirmeli ve tarama sırası seçimli tabanlı LSB tekniğini kullanan yeni bir veri gizleme algoritması geliştirilmiştir. 
Ana amacı görüntü üzerinde en az değişimi yapmak olan bu yeni algoritmada, görüntü ilk olarak 8×8 boyutunda bloklara ayrılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan iki tarama sırasına ilave olarak, yeni tasarlanan altı çeşit tarama sırasıyla bu bloklardaki pikseller taranarak verinin gizleneceği en uygun yer belirlenmektedir. Değişimin en az yapılacağı bloklar ve bunu sağlayan tarama sırası seçilip veriler bu bloklara gizlenmektedir. Oluşan yeni görüntünün piksellerinde böylece en az değişimin yapılması sağlanmıştır. Geliştirilen algoritmanın başarımında ise MSE, PSNR, UQI, MSSIM, CQM, AD, SC, NCC ve NAE kalite ölçütleri kullanılıp yapılan hesaplamaların tamamında en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca görüntülerde gizli verinin olup/olmadığını ve eğer varsa ortaya çıkarılmasında kullanılan steganaliz ataklarına karşı testler yapılmış, geliştirilen algoritma bu ataklara karşı da başarılı olmuştur. Nihai olarak, algoritmanın kullanılabilmesi için bir yazılım gerçekleştirilmiş, yazılımla tıbbi görüntülerin incelenmesi, rapor hazırlanması ve veri gizlenmesi sağlanmıştır.

Abstract:
With the rapid progress of the technology, obtaining of digital data has been become very simple. During data transmissions, special and secret data might fall into the hands of third parties. Data can be protected using some data hiding methods during their transmission through communication. Digital images are the one of the places where confidential data transmission can be used. It is possible to provide the desired privacy with steganography, which aims to hide data. In this study, a new algorithm is proposed that is based on block matching and scanning order selection using LSB to hide information in digital images.
The fundamental aim of this study is ensuring as few bit changes as possible on the image, and so, firstly the cover image separated into different sub-blocks and each sub-block has a dimension of 8×8 pixels. To find the best block for secret data, the cover image scanned with eight different scanning orders where two of these scanning orders are commonly used and where six of these scanning orders are newly designed. After scanning progress, blocks are selected which need minimum changes and uses the most suitable one of eight scanning orders. Then the secret data can be hidden in these blocks. So that, the stego image which has secret data, includes minimum changes. The image quality of the stego images obtained via the proposed method has been measured with the MSE, PSNR, UQI, M−SSIM, CQM, AD, SC, NCC and NAE image quality metrics, and best results have been achieved. The results of steganalysis, which is the process used for identifying hidden data within stego images, have been verified the robustness of the stego images. Finally, a software is developed to hide data in medical image, to create report about medical image and to analyze medical image.