Week 17: JPEG Compression & Steganography

今天是最後一次上課, 課程主題分成三個部份:

1. JPEG Compression

我們示範了 JPEG 壓縮的整個過程, 並以一個 Block 為例子,
a. 將原先的 RGB 色彩值轉換成 YCbCr 值,
b. 再分別轉換成 DCT 係數,
c. 使用一個量化參數(quantization factor) 來設定量化表 (quantization table),
d. 對 DCT 係數矩陣做量化處理
e. 將量化後係數 (quantized coefficients) 轉成一維的 Zigzag 序列。

2. JPEG Steganography

討論在JPEG壓縮過程中, 如何嵌入資訊, 並以 Jsteg 為例子。

3. 課程成效檢討

Week 16: JPEG Compression (2)

今天上午我要參加兒子的國小畢業典禮, 所以課程由黃老師代課。請大家延續上週的討論, 繼續探索 JPEG 壓縮標準。

請大家繼續思索的問題是:
1. 針對每一個經 DCT 轉換後所得到的 8*8 係數矩陣, 都要使用一個同樣是 8*8 大小的量化矩陣做量化壓縮程序。為什麼量化矩陣中, 不同位置的值大小不同, 代表的涵義為何?
2. 量化後的係數矩陣中, 存在許多個 0, 代表的涵義為何?
3. 用 Zigzag 的方式, 將二維矩陣轉換為一維矩陣的目的為何? 優點為何?
4. 為什麼 JPEG 壓縮的最後一個步驟必須使用無失真的壓縮技術?
5. 熵編碼(entropy coding)的熵所代表的意義為何?

同學們了解了整個 JPEG 壓縮過程後, 就可以自行思索如果想嵌入機密訊息到 JPEG 影像中, 可以放到哪個位置之中。

下星期請大家繳交一篇學期課程回顧與心得, 然後給自己打一個分數, 分享到 Homework Show @ IHC 中, 請同學務必繳交並出席下週的課程。
　

Week 15: JPEG Compression (1)

本週的討論主題為 JPEG Compression。
我們先請同學閱讀在中文維基百科中 JPEG 條目, 然後就同學提出的問題討論。

討論的內容包含:
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?
2. 什麼是量化? 好處是什麼?
3. 什麼是轉換? 為什麼要做 DCT 轉換?
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?

這些都是同學應該思考的核心觀念, 觀念貫通了, 技術與程式就不會是問題! 請同學就上述問題, 多方搜尋資料, 解答自己的困惑, 整理自己的想法, 分享到 Homework Show @ IHC 中。

Week 14: Presentation (2)

今天的課程主要是讓同學上台說明自己投影片做了哪些修改。
從下週開始, 我們要開始介紹關於 JPEG 影像的隱藏技術。
請同學回家後, 先自行找些 JPEG 的相關資料研究一番, 閱讀時所遭遇的問題, 請記錄下來, 並整理到課程部落格中, 這樣子我們下週的討論就會進行的比較順利。

JPEG 相關網站:
1. Joint Photographic Experts Group
2. 規格書 ITU 11505 T.81
3. Wikipedia: JPEG
4. 維基百科正體中文: JPEG

Week 13: Presentation (1)

課程進入第13週, 我們試著讓同學將研讀的論文內容做成投影片, 然後正式上台報告！最後, 我們引導同學討論, 試著回想今天的場景中, 哪些是讓你印象深刻的, 然後歸納出一個好的報告內容, 應該具備什麼特質。

1. 用例子或圖片說明。
2. 用動畫呈現
3. 應該將關鍵詞彙寫出即可, 不可以原文照抄。
4. 必須整理成條列式。
5. 聲音要宏亮。




兆廷用圖片說明什麼是微點照片。


小華用條列式整理讓學弟妹印象深刻。


可欣用心的做動畫呈現效果!


明格的投影片令人賞心悅目。


政瑋總結的很不錯, 條理分明, 聲音宏亮, 台風一級棒！

有些低年級學弟妹還是第一次上台報告, 第一次做投影片, 自然改進空間很大。不過, 我個人覺得這份投影片很有紀念價值, 同學應該好好保存！將來同學學會了如何做好一份投影片時, 再回過頭來看自己第一次上台的投影片, 就會感受到自己的成長！

本週同學回去將今天的課程感想寫到 Homework Show @ IHC 中, 然後將自己的投影片改版, 再次放到 Homework Show @ IHC 中, 然後在下週向同學報告你這次做了哪些修改。

Week 12: Paper Reading & Discussion (2)

本週的主題是檢視同學針對自己的問題去回覆！小華的表現很不錯, 不但跟上了進度, 也對自己的問題有所釐清。

為了讓同學體驗讀完一篇論文後, 用 Powerpoint 做投影片做報告的過程, 我們將 J. Fridrich 論文 A New Steganographic Method for Palette Images 分成四部份, 請同學練習做投影片, 分享在 Homework Show @ IHC 中。

下週我們會從實驗室搬來投影機, 讓同學上台報告, 真實模擬一位研究生上台做報告的情境, 讓同學直接感受一位研究生所必須面對的事情。

Week 11: Paper Reading & Discussion (1)

本週課程主題是討論 J. Fridrich 論文 A New Steganographic Method for Palette Images 的核心觀念！我們從本篇論文的摘要(abstract)開始討論, 希望讓同學體認到一篇論文的菁華, 其實都在這邊了！

Abstract
In this paper, we present a new steganographic technique for embedding messages in palette-based images, such as GIF files. The new technique embeds one message bit into one pixel (its pointer to the palette). The pixels for message embedding are chosen randomly using a pseudo-random number generator seeded with a secret key. For each pixel at which one message bit is to be embedded, the palette is searched for closest colors. The closest color with the same parity as the message bit is then used instead of the original color. This has the advantage that both the overall change due to message embedding and the maximal change in colors of pixels is smaller than in methods that perturb the least significant bit of indices to a luminance-sorted palette, such as EZ Stego. Indeed, numerical experiments indicate that the new technique introduces approximately four times less distortion to the carrier image than EZ Stego. The maximal color change is 45 times smaller for the new technique than that of EZ Stego. A technique that introduces less distortion to the carrier image will generally cause changes that are more difficult to detect, and will therefore provide more security.

在了解核心觀念之後, 請同學重新思考上週在 Homework Show @ IHC 所提出的問題, 看看是否已經可以解答自己的問題了。本週的作業是重新在閱讀一次本篇論文, 然後請同學針對自己與同學們提出的問題去回應。