авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ »«¬–“» ¬—–  ...»

-- [ Страница 7 ] --

ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ () Двумерные вейвлеты являются функциями L2 R n пространства, при этом нормировочный двух переменных, x и y, в двумерном простран () nm стве V = x, y L2 R 2, при этом параметры a и b множитель равен 2 2.

Предлагаемый алгоритм показан на рис. 2.

могут быть индивидуальными для каждой пе После вычисления вейвлет-преобразования ременной. В общей форме для двумерного не изображение переводится в строку бит, черно прерывного вейвлета:

му пикселу ставится в соответствие единица, x b1 y b a1,b1;

a2,b2 (x, y ) = (a1 a2 ) 2 a,a белому – ноль. При извлечении водяного знака 1 производится обратная операция. Представле Первый подход связан с применением не- ние цифрового водяного знака (ЦВЗ) в виде разделимого вейвлет-преобразования с помо- изображения обусловлено двумя причинами.

щью многомерных вейвлет-базисов. Данный Во-первых, чтобы повысить наглядность рабо подход не нашел широкого применения в связи ты системы. Во-вторых, визуальная оценка из с большой вычислительной трудоемкостью [3]. влеченного водяного знака в ряде случаев, осо Второй подход заключается в комбиниро- бенно, при исследовании подробно неизучен вании одномерных вейвлет-преобразований. ных методов ЦВЗ, позволяет более успешно В этом случае функциями такого вейвлет- оценить результаты детектирования и искаже преобразования являются тензорные произве- ния, полученные водяным знаком после приме дения функций одномерного ортонормального нения атак. Общие математические методы, вейвлет-базиса иногда могут дать отрицательный результат, тогда как визуально, присутствие водяного зна x b1 y b a1,b1;

a2,b2 (x, y ) = (a1 a2 ) 2 a, a пу- ка очевидно [1, 4]. На основе видимых искаже 1 ний, может быть выбрана та или иная методика тем тензорного произведения двух одномерных определения успешности детектирования.

базисов: m1,k1 ;

m2,k2 (x, y ) = m1,k1 (x ) m2,k2 (x ). Так как биты изображения непосредственно формируют внедряемую информацию, изобра Если масштабирование двумерного вейв лет-базиса (x, y ) по обеим переменным про- жение, используемое как основа ЦВЗ, не может быть абсолютно произвольным, оно должно изводится синхронно, то базис задается сле удовлетворять общим определенным требова дующим выражением:

( ) ниям. Количество черных пикселов в изобра m,k,l (x, y ) = 2 m 2 m x k,2 m y l, m, k, l I. жении должно быть близким числу белых пик Таким образом, двумерный сигнал в плос- селов, в противном случае, это приведет к из кости x, y анализируется по горизонталям, вер- менению мощности изображения.

тикалям и диагоналям с одинаковым разреше- Кроме того, нули и единицы во внедряемой нием, как показано на рис. 1. последовательности должны быть распределе В общем случае n-мерного пространства ны равномерно. Отрезки ЦВЗ с преобладанием ортонормальный базис образуют 2n 1 функ- нулей или единиц могут привести к локальному перераспределению энергии, что также недо ций, при помощи которых осуществляется пустимо.

кратномасштабный анализ любой функции их Рис. 1. Пример двумерного сигнала и его вейвлет-преобразование 136 ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ Рис. 2. Разработанный стегоалгоритм Изображение с внедренным ЦВЗ Разность между исходным и результирующим изображениями Рис. 3. Результат внедрения ЦВЗ в изображение Восстановленное после сжатия изображение на обработке коэффициентов из высокочастот отличается от исходного. При прочих равных ной области, поэтому встраивание битов условиях, чем больше сжатие, тем больше иска- ЦВЗ в коэффициенты из высокочастотной об жение [4]. В качестве меры вносимой алгорит- ласти приведет к их потере или искажению в слу мами обработки ошибки, будем использовать чае стегоатаки злоумышленником. После вне отношение уровня сигнала к уровню шума, оп- дрения ЦВЗ в спектр изображения, вычисляется обратное вейвлет-преобразование с последую N ределяемое как PSNR = 10 log 2 N, где щим квантованием и статистическим кодиро (xi xi ) ванием.

i = N – число пикселов в изображении, xi, xi – зна- БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК чение пикселов исходного и восстановленного 1. Малла, С. Вейвлеты в обработке сигналов: Пер.

изображений, соответственно. Восстановлен- с англ. – М.: Мир, 2005. – 671 с.

ное изображение считается приемлемым, если 2. Сэломон, Д. Сжатие данных, изображений и звука. – PSNR 28 30 дБ (в среднем). На рис. 3 пока- М.: Техносфера, 2004. – 368 с.

3. Васильева, Л. Г. Преобразования Фурье и вейв зан результат внедрения ЦВЗ в изображение лет-преобразования / Л. Г. Васильева, Я. М. Жилейкин, с PSNR = 33.18дБ. Ю. И. Осипик // Вычислительные методы и программиро ЦВЗ встраивается в область средних частот вание. – 2002. – Т. 3. – С. 172–175.

4. Чобану, М. К. Исследование применения бан с целью повысить робастность. Для этого пред ков фильтров для сжатия изображений / М. К. Чобану, варительно вычисляется многоуровневое вейв- А. В. Батлук // Цифровая обработка сигналов. – 2005. – лет-преобразование. Многие атаки, основаны № 4. – С. 29–40.

ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ УДК 519. А. Н. Земцов, С. Мд. Рахман МЕТОД ВСТРАИВАНИЯ ДАННЫХ В АУДИОПОТОК НА ОСНОВЕ МОДИФИКАЦИИ ФАЗОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ Волгоградский государственный технический университет azemtsow@mail.ru, naif216@yahoo.com В данной статье рассматривается метод встраивания данных в аудиопоток на основе модификации фазовой состав ляющей. Подробно рассмотрен и описан современный и наиболее эффективный метод фазого кодирования. В данной работе предлагается модифицировать фазовую составляющую сегмента аудиосигнала в зависимости от внедряемых данных.

Ключевые слова: фазовое, кодировоние, метод, аудиосигнал.

A. N. Zemtsov, S. Md. Rakhman METHOD OF EMBEDDING OF THE DATA IN AN AUDIOSTREAM ON THE BASIS OF UPDATING OF A PHASE COMPONENT In the article is considered the method of embedding of the data in an audiostream on the basis of updating a phase compo nent. It is in detail considered and described modern and the most effective methods phase codings. In this work it is offered to modify a phase component of a segment of an audiosignal depending on the introduced data.

Phase, coding, method, audio signal.

В последние годы в связи с интенсивным ское ухо более чувствительно [2]. Фазовое ко развитием и последующим широким распро- дирование, когда оно может быть применено, странением средств обработки и передачи является одним из наиболее эффективных спо мультимедийных данных, все более актуальной собов кодирования по критерию отношения становится проблема защиты аудиопотоков от сигнал-шум.

атак злоумышленников. Однако применение Процедура фазового кодирования состоит стегосистем, использующих модификацию наи- в следующем:

1) Звуковой сигнал S [i ], (0 i I 1) разби менее значимых бит исходного аудиопотока ограничивается тем, что передача практически вается на серию N коротких сегментов S n [i ] (0 n N 1), как показано на рис. 1.

всех потоков мультимедиа производится с при менением конкретного метода сжатия. Исполь зование метода наименьших значащих бит в та ком случае оказывается неэффективным и осо бую значимость приобретают методы стегано графии, позволяющие производить встраивание сообщений в перцептивно значимые области, которые не подвергаются существенных иска- Рис. 1. Исходный сигнал разбивается на N сегментов жениям при обработке современными алгорит 2) К n-му сегменту сигнала S n [i ] применя мами сжатия [1].

В данной работе предлагается модифициро ется k-точечное дискретное преобразование вать фазовую составляющую сегмента аудио I сигнала в зависимости от внедряемых данных. Фурье, где K =, и создаются матрицы фаз N Фаза последующих сегментов согласовывается n ( wk ) и амплитуд An ( wk ) для (0 k K 1), с ним для сохранения разности фаз. Это необ ходимо потому, что к разности фаз человече- как показано на рис. 2.

Рис. 2. Выделение амплитуды и фазы каждого сегмента 138 ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ 3) Запоминается разность фаз между кажды ми двумя соседними сегментами (0 n N 1), как показано на рис. 3.

Рис. 3. Вычисление разности фаз между соседними сег ментами n +1 ( wk ) = n +1 ( wk ) n ( wk ) Рис. 6. Результат внедрения ЦВЗ в аудиосигнал с помо 4) Бинарная последовательность данных щью метода фазового кодирования представляется, как / 2 и – / 2, как показано / / на рис. 4 0 = data. Проведенные эксперименты показали зна чительное улучшение качества сигнала при ис пользовании метода модификации фазовых со ставляющих по сравнению с методом наи меньших значащих битов [3]. Для устранения артефактов на границах сегментов, содержащих встроенную информацию, использовались тех ники минимизации искажений, не оказываю щие влияния на границы сегмента. Применение Рис. 4. Вычисление для сегмента S0 новой фазы 0.

/ перекрывающихся окон с последующим ли нейным переходом приводит к значительным 5) С учетом разности фаз создается новая изменениям значений фазовых составляющих матрица фаз для n 0, как показано на рис. 5:

и допустимо при обработке сегментов, не не сущих скрытой информации.

(1 ( wk ) = 0 ( wk ) + 1 ( wk )) / / В результате разрывов фаз в каждой из час... тотных компонент наблюдаются фазовые иска ( / ( w ) = / ( w ) + ( w )) жения, что ограничивает допустимый поток nk n 1 k n k данных для фазового кодирования. Одной из... / причин искажений является фактическая замена / ( 0 ( wk ) = N 1 ( wk ) + N ( wk )) начальных фаз двоичным кодом. Чтобы умень шить искажения, измененная начальная фаза должна быть максимально приближена к исход ной [2]. Однако для надежности извлечения скрытой информации разница между двумя со стояниями фазы должна быть увеличена. Дру гим источником искажений являются границы фрагментов, где происходит изменение фазы.

Эти искажения устраняются путем введения пе рекрывающихся фрагментов. Варьирование па раметров метода позволяет производить его оп Рис. 5. Вычисление фаз для оставшихся сегментов тимизацию для различных типов аудиоконтей 6) Стегокодированный сигнал получается неров и предполагаемых угроз, что обеспечивает путем применения обратного дискретного пре- достаточный уровень стойкости информации образования Фурье, к исходной матрице амли- к возможным искажениям при минимизации ис туд и модифицированной матрице фаз. Резуль- кажений, вносимых в контейнер.

тат внедрения цифрового водяного знака в ис- В ходе экспериментов было установлено, что ходный аудиосигнал показан на рис. 6. при реализации подобного подхода речевой сиг ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК нал подвергается искажениям, как воспринимае мым на слух, так и отображаемым на сонограмме 1. Грибунин, В. Г. Цифровая стеганография / В. Г. Гри сигнала. Одной из причин искажений является бунин, И. Н. Оков, И. В. Туринцев – М.: СОЛОН-Пресс, фактическая замена информации, содержащейся 2002. – 272 с.

2. Bender, W. Techniques for Data Hiding / W. Bender, в начальных фазах гармоник двоичным кодом.

D. Gruhl, N. Morimoto // IBM Systems Journal, 1996. – В результате происходит разрушение фазовых vol. 35, № 3. – pp. 313–336.

соотношений гармоник. Также изменения во 3. Johnson, N. Information Hiding: Steganography and временную картину распределения частотных Watermarking – Attacks and Countermeasures. – NY.: Kluwer Academic Pub, 2000. – 200 p.

компонент вносит преобразование Фурье.

Научное издание ИЗВЕСТИЯ Волгоградского государственного технического университета № 6 (54), 2009 г.

С е р и я "АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И ИНФОРМАТИКИ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ" Выпуск Межвузовский сборник научных статей Редактор Л. П. Кузнецова Темплан 2009 г. Поз. № 68.

Подписано в печать 11.08.2009. Формат 6084 1/8. Бумага офсетная.

Гарнитура Times. Печать офсетная. Усл. печ. л. 16,26. Уч.-изд. л. 16,14.

Тираж 120 экз. Заказ № 560.

Волгоградский государственный технический университет.

400131, Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28, корп. 1.

Издательство Волгоградского государственного технического университета.

400131, Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28, корп. 7.

К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ В сборнике научных статей "Известия ВолгГТУ", серии "Актуальные пробле мы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах" публикуются статьи, которые содержат результаты теоретических и эксперимен тальных исследований и представляют научный и практический интерес для ши рокого круга специалистов в области вычислительной техники и информатики.

Вопрос об опубликовании статьи или ее отклонении решает редакционная кол легия сборника, которая утверждается ректором университета, ее решение является окончательным. Редколлегия направляет представленный для издания материал на рецензирование.

Рукопись должна быть набрана и сверстана в текстовом редакторе Word и распечатана на лазерном принтере в режиме полной загрузки тонера. Формат бу маги А4 (210297 мм).

Для ускорения подготовки издания необходимо представлять файлы статей на дискетах или компакт-дисках (CD) в полном соответствии с распечатанным ориги налом. Дискета должна быть вложена в отдельный конверт, на этикетке дискеты указываются фамилии авторов статьи.

При наборе текста следует соблюдать следующие требования: поля – верх нее – 2,0 см, нижнее – 3,0 см, левое – 2,5 см, правое – 2,5 см;

шрифт Times, кегль 14, интервал полуторный.

Текст набирается с применением автоматического переноса слов, перед знака ми препинания (в том числе внутри скобок) пробелы не допускаются, после них ставится один пробел. Разрядка слов не допускается, следует избегать перегрузки статей большим количеством формул, рисунков, таблиц. Для набора символов в формульном редакторе MS Equation (MS Word) использовать установки (Стиль/Размеры) только по умолчанию;

рисунки должны быть выполнены в редак торах векторной графики, таких как CorelDRAW или в любом приложении к Word.

Допускается сканирование рисунков в программе Microsoft Photo Editor.

Инициалы и фамилия автора (авторов) пишутся над заглавием статьи. Ниже заглавия, перед основным текстом, указывается организация или предприятие, в котором работает автор статьи. В конце статьи ставится полное название учрежде ния, которое рекомендует статью для публикации, дата и подпись автора (всех ав торов).

Литературные ссылки должны быть оформлены в соответствии с ГОСТом 7.1– "Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления". Библиографический список использованной литературы, со ставленный в порядке упоминания в тексте, дается в конце статьи;

связь с основ ным текстом осуществляется цифровым порядковым номером в квадратных скоб ках в строке. Подстрочные ссылки не допускаются.

Иностранные фамилии и термины в тексте следует приводить в русском пере воде. В библиографическом списке фамилии авторов, полное название книг и журналов приводится на языке оригинала.

Ссылки на неопубликованные работы не допускаются.

При обозначении единиц физических величин должна применяться Междуна родная система единиц (СИ).

Объем статьи не должен превышать 8 страниц бумаги формата А4, включая таблицы и библиографический список;

число рисунков – не более четырех, вклю чая рисунки, помеченные буквами а, б, и т. д. Рекомендуется включать в сбор ник статьи с авторским коллективом не более четырех человек с участием каждого автора в одной–двух статьях.

Статьи должны представлять сжатое четкое изложение результатов, получен ных автором без повторов приводимых данных в тексте статьи, таблицах и ри сунках. К статье должны быть приложены: сведения об авторах (полные имя, отче ство, фамилия, ученая степень, звание, домашний адрес, номера телефонов – слу жебного и домашнего, E-mail), документация, подтверждающая возможность ее открытого опубликования.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.