 |
57. Алгоритм вбудовування ЦВЗ в коефіцієнтах ДКП із використанням початкового контейнера.
|
|
|
|
57. Алгоритм вбудовування ЦВЗ в коефіцієнтах ДКП із використанням початкового контейнера.
Для виявлення ЦВЗ детектору потрібний початковий контейнер. При вбудовуванні ЦВЗ використовуються коефіцієнти ДКП, що мають найменший крок квантування в таблиці JPEG. Кількість і місцезнаходження цих коефіцієнтів не залежить від зображення.
Алгоритм працює так. Спочатку виконується класифікація блоків по 6 категоріях, залежно від степені гладкості і наявності в них контурів. Для кожного блоку обчислюється коефіцієнт чутливості до адитивного шуму, і блоки впорядковуються відповідно до цього коефіцієнта. Далі енергія вбудовуваного ЦВЗ визначається або цим коефіцієнтом (залежним від зображення), або кроком квантування (незалежним від зображення) (дивлячись що більше).
Для виявлення ЦВЗ спочатку виконують віднімання початкового зображення від прийнятого. Потім обчислюють ДКП початкового і різницевого зображень і застосовують статистичні методи перевірки гіпотез.
58. Алгоритм вбудовування ЦВЗ в низькочастотних та високочастотних коефіцієнтах ДКП.
А8. Алгоритм є композицією двох алгоритмів: у одному дані вбудовуються в низькочастотні, в іншому – в середньочастотні коефіцієнти ДКП. Каскадне застосування двох різних алгоритмів підвищує робастність. Здійснюється ДКП всього зображення. Початковий сигнал детектору ЦВЗ не потрібний.
Перед вбудовуванням ЦВЗ в НЧ коефіцієнти зображення перетвориться в сигнал з нульовим середнім і певною дисперсією так, щоб абсолютні значення коефіцієнтів ДКП знаходилися в діапазоні 
. Використовується наступне перетворення
, (29)
|
|
|
де 
- стандартне відхилення, 
- середнє значення яскравості. ЦВЗ є послідовністю чисел 
.
Далі будується індексна функція 
на основі послідовності дійсних чисел, згідно з виразом
, (30)
де параметр 
. Індексна функція
. (31)
Таким чином, для кожного дійсного числа 
можна визначити його індекс. Цей індекс зміниться тільки в тому випадку, якщо до додати/відняти число, що перевищує значення 
. На рис. 14 показана функція для 
.
Для вбудовування біта ЦВЗ 
в коефіцієнт 
останній змінюється не менше, ніж на 
відсотків так, щоб 
. Якщо значення коефіцієнта мале (менше 1), то в нього інформація не вбудовується.
|
Рис. 14. Індексна функція |
У детекторі використовуються всі коефіцієнти, а не тільки найбільші. Це пов'язано з тим, що позиції найбільших коефіцієнтів ДКП початкового і модифікованого зображень можуть не збігатися. Обчислюється коефіцієнт кореляції, що зважується з енергією коефіцієнтів
, (32)
де параметр 
визначає важливість зважування: якщо він дорівнює нулю, то зважування не відбувається. Використовують 
.
Якщо зображення було модифіковане, то стандартне відхилення 
відмінне від . Знаючи 
, можна уточнити вираз для коефіцієнта кореляції:
. (33)
Проте, початкове зображення відсутнє у детектора. Тому значення 
вибирається так, щоб воно давало максимальне значення коефіцієнта кореляції:
. (34)
В середньочастотні коефіцієнти ДКП інформація вбудовується шляхом множення перетвореного значення ЦВЗ на параметр 
і складання результату із значенням коефіцієнта. Попереднє кодування ЦВЗ виконується за наступним алгоритмом.
Вхід алгоритму: повідомлення довжини 
, що складається з символів 
.
Вихід алгоритму: ЦВЗ довжиною 
, що складається з дійсних чисел .
Для кодування символу 
генерується 
чисел псевдовипадкової послідовності 
. Цю послідовність називаємо 
-м випадковим вектором.
|
|
|
Перші чисел цього вектора пропускаються, а наступні чисел утворюють вектор 
, який використовується при подальшому підсумовуванні.
Для кожного символу повідомлення генеруються статистично незалежні різні випадкові вектори.
Як ЦВЗ використовується сума векторів . Якщо достатньо велике, то ЦВЗ матиме розподіл гауса. -й символ початкового повідомлення може бути отриманий після обчислення взаємної кореляції ЦВЗ з -м випадковим вектором. має величину від 1000 до 10000.
Вбудовування ЦВЗ в невеликі за розміром блоки має перевагу через можливість адаптації до локальної яскравості і гладкості зображення.
|
|
|
