第四章 實驗結果
第二節 影像解密
首先加密之原始數位影像須經過解密過程來取得其隱藏資訊，如加密影像為 經印刷輸出後再透過掃描程序形成數位影像，可能會受影像尺寸的放大與縮小、
平移旋轉或扭曲變形等影響，本研究使用幾何轉換關係矩陣來處理上述問題。幾 何轉換是數位影像處理中經常使用的技術，亦常被用於影像比對之應用上。原始 圖像與重新取得的圖像可透過下列二次轉換矩陣式求得其轉換後的關係（Pratt, 1991）：
方程式4-1 以 X 表示原始影像上座標（x,y），U 為經幾何轉換後影像的對 應坐標（u,v），如圖 4-5。A 為未知的幾何轉換關係矩陣，整理後之方程式如下：
U=AX (4-2)
欲求的幾何轉換關係矩陣A，則可透過下列方程式解出：
A=UXT（XXT）-1 (4-3)
找到其幾何轉換關係後，透過方程式將重新取得之圖像經幾何轉換後得到新影像 圖與定位點，如圖4-6，即可與原始影像圖作對應比較。
(4-1)
圖4-5 已加密之原始影像
資料來源：本研究整理繪製
圖4-6 經幾何轉換運算後取得定位點之新影像
資料來源：本研究整理繪製
實驗影像由前述剪紙藝術網點所建構之單色調加密底紋與連續調漸層加密 底紋為實驗偵測解密對象。經由 print-and-scan 的程序之後，單色調與連續調漸 層加密底紋網點元素，都可以經由幾何轉換方式正確定位。藉由關鍵區域建立遮 罩的方法來解密實驗影像，如圖4-7 所示。圖 4-8 為關鍵區域遮罩遮罩面積大小
（d x d pixel）為示意圖，實驗結果在不同的遮罩範圍之下都呈現出近似的辨識 率 (Chu & Wang, 2014)。
圖4-7 關鍵區域遮罩建立示意圖
資料來源：本研究整理繪製
圖4-8 關鍵區域遮罩大小示意 資料來源：本研究整理繪製
藝術網點本身即具有獨特的文化意涵與視覺效果的特殊性，再經過加密編碼 則可更進一步提升附載資訊量。本研究於影像解密上即是在將已加密之藝術網點 透過幾何轉換程序進行解密，此方法可修正加密影像的旋轉、變形等問題，再經 由定位與設定遮罩區域進行黑度值比對繼而解譯出隱藏資訊。
本 研 究 實 驗 以 600dpi 、 15x15 個 單 元 大 小 藝 術 網 點 形 成 之 影 像 ， 經 print-and-scan 取得單色調加密底紋與連續調加密底紋兩種數位影像檔案，再透過 影像幾何轉換程序，偵測出定位點與進行關鍵區域濃度判讀，藉由不同尺寸遮罩 下比對區域間的黑度值，得到其遮罩大小與解密錯誤率關係結果如下所討論。
圖 4-9 為單色調加密底紋為實驗偵測圖，圖 4-10 為實驗所得關鍵區域與偵 測錯誤率關係圖。關鍵區域在 10X10 pixels 以下時，偵測效果不佳。關鍵區域 在 10X10 pixels 到 64X64 pixels 之間，偵測錯誤率為 0。關鍵區域在 64X64 pixels 以上時，偵測錯誤率大幅度由 0 提升。
圖4-9 單色調加密底紋
資料來源：本研究整理繪製
圖4-10 單色調加密底紋影像解密效果示意圖
資料來源：本研究整理繪製
圖4-11 為連續調加密底紋實驗偵測圖，圖 4-12 為實驗所得關鍵區域與偵測 錯誤率關係圖。關鍵區域在 10X10 pixels 以下時，偵測效果不佳。關鍵區域在 10X10 pixels 到 64X64 pixels 之間，偵測錯誤率為 0。關鍵區域在 67X67 pixels 以上時，偵測錯誤率有顯著性的上升。
圖4-11 連續調加密底紋
資料來源：本研究整理繪製 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
Error
%
Mask Size ( pixel × pixel )
單色調加密底紋
print-and-scan
圖4-12 連續調加密底紋影像解密效果示意圖
資料來源：本研究整理繪製
由以上結果証實，透過本研究可將特殊加密藝術網點結合安全文件資訊隱藏 並將其中隱藏之訊息以幾何轉換技術進行解密，且經由 print-and-scan 後的單色 調影像或連續階調漸層之數位影像皆可達相似的解密辨識率。
由於剪紙藝術具有資訊承載之功能，本研究以BCD （Binary-Coded Decimal）
為編碼依據為加密方式，若以EBCDIC（Extended Binary Coded Decimal Inter-change Code）做為編碼依據，將可於加密資訊內編入網址或英文與數字資料，
做為加密內容，則將具有二維條碼功能。與二維條碼相較，剪紙藝術網點具美感、
質感與文化性等特質，可結合數位印刷進行客製化設計，最主要的是剪紙藝術網 點底紋具階調加密與解密功能。兩者功能、特性與優缺點等分列如表4-1。
0 10 20 30 40 50 60
1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Error
%
Mask Size（ pixel × pixel ）
連續調調加密底紋
print-and-scan
表4-1 加密藝術網點與二維條碼特性比較