Спектральный анализ идентификации изображений в мультимедиа-контенте Выполнил Шебашов А. Ю.

Цель работы Целью дипломной работы является разработка программы, которая будет связывать с цифровыми изображениями специальную невидимую информацию цифровой водяной знак (ЦВЗ), предназначенный для идентификации изображения в целях защиты авторских прав.

Введение В эру цифровых технологий особенно остро встал вопрос о защите авторских прав. Наиболее эффективные технологии защиты основаны на принципах стеганографии. В мире цифровых изображений внедряемая при помощи этих принципов информация получила название скрытых «водяных знаков», или watermarks. Цифровые водяные знаки (ЦВЗ) призваны решить проблемы целостности документов, подтверждения авторства и другие, относящиеся к данной тематике. Параллельно возникла область знаний в задачах компьютерной безопасности, нацеленная на обнаружение и удаление водяных знаков.

Актуальность Идентификация изображений при помощи ЦВЗ находится сейчас на пике актуальности, поскольку на сегодняшний день еще не достигнуто требуемого уровня качества и надежности для повсеместного пользования существующих разработок. За рубежом данная тематика успешно развивается уже несколько лет, являясь одной из самых актуальных в сфере защиты информации, и востребована как со стороны разработчиков, так и со стороны владельцев изображений.

Новизна Наиболее важными новшествами разработанной программы являются: полная бесплатность альтернативный алгоритм удобная система визуального контроля качества внедрения ЦВЗ русскоязычный интерфейс

Общая схема встраивания ЦВЗ Учет особенностей зрения Предварит. кодер Кодер Канал атаки Выделение ЦВЗ Детектор ЦВЗ Декодер ЦВЗ x b Ключ К ЦВЗ Контейнер с М yy Структурная схема стегосистемы ЦВЗ Нет Да

Реализация В качестве важнейшей предварительной обработки ЦВЗ, а также контейнера (т.е. изображения) используется вычисление преобразования Фурье. Это позволяет осуществить встраивание ЦВЗ в спектральной области, что значительно повышает его устойчивость к искажениям. Далее ЦВЗ «вкладывается» в контейнер путем модификации младших значащих бит коэффициентов преобразования. После того как ЦВЗ внедрен в изображение, следует вернуть его представление обратно из частотной области во временную, для этого производится обратное преобразование Фурье для получившегося изображения.

Реализация На рисунке приведена структурная схема встраивания водяного знака в изображение, примененная в разработке Пусть S 0 исходное изображение (контейнер), W вложение (файл с водяным знаком). Тогда модифицированное изображение S W = S 0 + W. W Прямое преобразование Обратное преобразование

Интерфейс

Визуальный контроль В программе имеется специальная возможность, позволяющая производить вычитание изображений с целью визуального контроля качества внедрения цифровых знаков. Посмотрев чистые артефакты, возникшие при добавлении водяного знака, можно оценить относительную степень искажений в результирующем изображении. Выглядит это так: Слева направо: Исходное изображение; изображение с водяным знаком; разница между ними, полученная вычитанием одного из другого.

Средства разработки Разработка велась на языке программирования С++ в среде визуального программирования Borland C++ Builder версии 6.0. Данный выбор сделан по следующим причинам: Богатый набор библиотечных функций (например библиотеки fft.c и ifft.c из книги «Numerical Recipients in C» для вычисления прямого и обратного БПФ). Высокое быстродействие создаваемой программы Малый объем программного модуля Слабая типизация (свободное манипулирование данными) Структурированность Переносимость Привычный удобный интерфейс среды разработки

Планы на будущее В перспективах на будущее планируется: Возможность пакетного внедрения водяных знаков, то есть автоматизация наложения водяного знака сразу на множество файлов. Модернизации алгоритма: –добавление возможности предварительного шифрования водяного знака с применением открытого или закрытого ключа (опционально). –Увеличение стойкости водяных знаков к различным преобразованиям (атакам). –Обеспечение регулировки баланса между количеством искажений и стойкостью водяного знака, подобно тому, как это реализовано в технологии фирмы Digimark.

Конец показа