Анализ алгоритмов встраивания сообщений в изображения

В приведенных ниже алгоритмах и основных результатах проектная документация рассматривается как цифровые водяные знаки, и условно обозначается аббревиатурой ЦВЗ. Все современные алгоритмы встраивания информации в контейнеры должны обеспечивать робастность встраиваемых ЦВЗ. В частности, изображения-контейнеры со встроенными ЦВЗ должны предусматривать возможность сжатия контейнера любым из известных методов.

Для оценки качества восстановленного изображения при проведения исследований методов цифровой стеганографии, опубликованных в [6-20], использована мера среднеквадратического искажения, определяемая как среднеквадратическое отклонение (СКО)

СКО ,

где N – число пикселей в изображении, – значения пикселей исходного и восстановленного изображений.

Применена также модификация этой меры – пиковое отношение сигнал/шум (ПОСШ), определяемое как

 

ПОСШ ,

 

где 255 – максимальное значение яркости полутонового изображения (т.е. 8 бит/пиксель).

Оба из перечисленных критериев использованы при обработке экспериментальных данных, результаты которых приведены в настоящей работе.

По способу встраивания информации, стегоалгоритмы можно разделить на линейные (аддитивные), нелинейные и другие. Алгоритмы аддитивного внедрения информации заключаются в линейной модификации исходного изображения, а ее извлечение в декодере производится корреляционными методами. При этом ЦВЗ обычно складывается с изображением-контейнером, либо «вплавляется» (fusion) в него. В нелинейных методах встраивания информации используется скалярное либо векторное квантование. Среди других методов определенный интерес представляют методы, использующие идеи фрактального кодирования изображений.

Алгоритмы встраивания данных в пространственной области

Преимуществом алгоритмов встраивания ЦВЗ в пространственной области [5-11] является то, что ЦВЗ внедряется в области исходного изображения и нет необходимости выполнять вычислительно громоздкие линейные преобразования изображений. ЦВЗ внедряется за счет манипуляций яркостью или цветовыми составляющими встраиваемого изображения

– ,

r(x, y) – яркость красной цветовой составляющей в точке с координатами x, y,

g (x, y ) – яркость зеленой цветовой составляющей в точке с координатами x, y,

b (x, y) – яркость синей цветовой составляющей в точке с координатами x, y.

Большинство алгоритмов встраивания ЦВЗ в пространственную область аудиофайлов основаны на использовании широкополосных сигналов (ШПС). Основной идеей применения ШПС в стеганографии является то, что данные внедряются в шумовой сигнал малой мощности. Так как используется сигнал малой мощности, то для защиты ЦВЗ применяют помехоустойчивые коды.

 

Алгоритм Катера (Kutter)

Алгоритм Катера [5,6]предполагает, что изображение имеет RGB кодировку. Встраивание выполняется в канал синего цвета, так как к синему цвету система человеческого зрения наименее чувствительна. Далее принято, что – встраиваемый бит, – контейнер, – псевдослучайная позиция, в которой выполняется вложение. Секретный бит встраивается в канал синего цвета путем модификации яркости:

L(p) = L_r R(p)+L_g G(p)+ [ L_b & ΔL_b ] B(p),

где [ L_b & ΔL_b ] означает модификацию исходного значения яркости синей компоненты путем сложения, либо изменения части битов .

­ По полученным результатам можно сделать следующий вывод: чем больше в изображении пристутствует зеленой компоненты и меньше синей и красной, тем меньше вероятность ошибки при разных коэффициентах робастности. При этом, как показали эксперименты [5], максимум вероятности составляет 0,57.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: