 |
Алгоритм Подилчука (Podilchuk)
|
|
|
|
При обнаружении ЦВЗ этот алгоритм [6]требует наличия у детектора исходного изображения. Встраиваемые данные моделируются вещественным случайным процессом с нормальным распределением, единичной дисперсией и нулевым средним. Для каждого коэффициента ДКП определяется значение порога, изменение которого может привести к деградации изображения. Этот порог зависит от позиции коэффициента в матрице (то есть частотного диапазона, за который он отвечает). Кроме того, порог обуславливается и свойствами самого изображения, то есть контрастностью и яркостью блока.
Встраивание осуществляется следующим образом. Если абсолютное значение коэффициента меньше порога, то он не изменяется. В противном случае к нему прибавляется произведение значения порога и значения ЦВЗ. При обнаружении ЦВЗ вначале коэффициенты исходного изображения вычитаются из соответствующих коэффициентов модифицированного изображения. Затем вычисляется коэффициент корреляции, и устанавливается факт наличия ЦВЗ. Таким образом, срытность сокрытия весьма невысока.
Алгоритм Хсю (Hsu)
В данном алгоритме [6,14]декодеру ЦВЗ также требуется исходное изображение. Однако, декодер определяет не факт наличия ЦВЗ, а выделяет встроенные данные. В качестве ЦВЗ выступает черно-белое изображение размером вдвое меньше контейнера. Перед встраиванием это изображение подвергается случайным перестановкам. ЦВЗ встраивается в среднечастотные коэффициенты ДКП (четвертая часть от общего количества). Эти коэффициенты расположены вдоль второй диагонали матрицы ДКП.
Для внедрения бита ЦВЗ в коэффициент 
, находится знак разности коэффициента текущего блока и соответствующего ему коэффициента из предыдущего блока. Если надо встроить 1, то коэффициент меняют так, чтобы знак разности стал положительным, если 0 – то отрицательным.
|
|
|
Имеется ряд улучшений основного алгоритма. Во-первых, вместо алгебраических значений коэффициентов можно использовать их абсолютные значения. Во-вторых, вместо коэффициента из предыдущего блока можно использовать DC-коэффициент текущего блока. Также учитывается процесс квантования коэффициентов:
.
Здесь обозначения аналогичны тем, что приняты выше, а Q – номер блока.
Еще одним усовершенствованием этого алгоритма является порядок сортировки, при котором блоки ЦВЗ упорядочиваются по убыванию в них числа единиц. Блоки исходного изображения-контейнера также упорядочиваются по убыванию дисперсий. После этого выполняется соответствующее вложение ЦВЗ. Исследования, результаты которых опубликованы в [5,14], показали, что данный алгоритм не является робастным по отношению к JPEG-компрессии.
Алгоритм Кокса (Cox)
Этот алгоритм [6]является робастным ко многим операциям обработки сигнала. Обнаружение встроенного ЦВЗ в нем выполняется с использованием исходного изображения. Внедряемые данные представляют собой последовательность вещественных чисел с нулевым средним и единичной дисперсией. Для вложения информации используются несколько АС-коэффициентов ДКП всего изображения с наибольшей энергией.
Первый вариант может использоваться в случае, когда энергия ЦВЗ сравнима с энергией модифицируемого коэффициента. В противном случае либо ЦВЗ будет не робастным, либо искажения слишком большими. Поэтому так встраивать информацию можно лишь при незначительном диапазоне изменения значений энергии коэффициентов.
При обнаружении ЦВЗ выполняются обратные операции: вычисляются ДКП исходного и модифицированного изображений; находятся разности между соответствующими коэффициентами наибольшей величины. Алгоритм принят авторами настоящей работы во внимание при разработке комбинированного метода [14].
|
|
|
Алгоритм Барни (Barni)
Этот алгоритм [6] является улучшением алгоритма Кокса, и в нем также выполняется ДКП всего изображения. В этом случае детектору уже не требуется исходное изображение, то есть схема является «слепой» (без априорных данных [14]). Для встраивания ЦВЗ используются не наибольшие АС-коэффициенты, а средние по величине АС-коэффициенты. В качестве ЦВЗ выступает произвольная строка битов.
Выбранные коэффициенты модифицируются, и далее выполняется обратное ДКП, и производится дополнительный шаг обработки – исходное и модифицированное изображения складываются с весовыми коэффициентами:
,
где l’’, l’, l – соответствующие значения вышеописанных яркостей. В качестве коэффициентов 
целесообразно использовать нормализованную дисперсию блоков. Здесь 
для текстурированных областей (в которых человеческий глаз мало чувствителен к добавленному шуму) и 
в однородных областях. Значение β находится не для каждого пикселя в отдельности, а для неперекрывающихся блоков фиксированного размера. В детекторе ЦВЗ вычисляется значение коэффициента корреляции между модифицированным изображением и ЦВЗ.
Аддитивные алгоритмы
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.
|
|
|
