Выделение защитной информации на изображениях текстурированных полиграфических изделий

• Автор: Федосеев, Виктор Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Оглавление

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1 Основные принципы и модель встраивания информации в цифровые сигналы

1.1 Предварительные сведения о системах встраивания информации

1.1.1 Системы встраивания информации.

1.1.2 Назначение систем встраивания информации.

1.1.3 Свойства систем встраивания информации.

1.1.4 Атаки на системы встраивания информации

1.2 Математическая модель системы встраивания информации ММ СВИ.

1.2.1 Общая структура ММ СВИ.
1.2.2 Детализация процессов ММ СВИ.
1.2.3 Достоверность извлечнной информации и процесс передачи данных.
1.2.4 Формализация свойств СВИ в рамках предложенной модели
1.2.5 Формализация атак в предложенной модели
1.3 Проектирование СВИ с использованием разработанной модели
1.4 Примеры описания известных алгоритмов встраивания информации при помощи разработанной модели
1.4.1 Встраивание информации в наименее значимые биты
1.4.2 Мультипликативный ЦВЗ с детектором для защиты изображений
1.4.3 Аддитивный ЦВЗ с декодером для защиты видео
1.5 Примеры использования описания известных алгоритмов средствами ММ СВИ для синтеза новых систем встраивания информации.
1.5.1 Производная система встраивания информации на основе систем Хартунга и Кокса
1.5.2 Коррекция системы встраивания информации Хартунга с целью использования для защиты изображений.
1.6 Выводы и результаты раздела
РАЗДЕЛ 2 Система встраивания текстурных водяных знаков и постановка задач е анализа
2.1 Способы защиты полиграфических документов
2.1.1 Классификация средств защиты полиграфических документов.
2.1.2 Способы растрирования при печати изображений.
2.1.3 Классификация скрытых изображений. Уточнение класса анализируемых способов защиты.
2.2 Понятие текстуры. Текстурный анализ
2.3 Текстурные водяные знаки и их анализ.
2.3.1 Виды текстурных водяных знаков.
2.3.2 Атаки на систему текстурных водяных знаков. Обзор предшествующих работ
2.4 Описание ТВЗсистемы средствами ММ СВИ.
2.4.1 Формализация процесса растрирования изображения
2.4.2 Описание процессов ТВЗсистемы.
2.4.3 Искажения носителя информации.
2.4.3 Множественное встраивание ТВЗ.
2.4.4 Свойства и параметры системы встраивания ТВЗ
2.5 Постановка задачи анализа изображений текстурированных полиграфических изделий ИТПИ.
2.5.1 Цель и задачи анализа ИТПИ
2.5.2 Формальная постановка задачи анализа изображений ТПИ
2.6 Выводы и результаты раздела 2.
РАЗДЕЛ 3 Решение задач анализа системы встраивания текстурных водяных знаков
3.1 Текстурные признаки.
3.2 Используемый подход к текстурной сегментации ИТПИ.
3.2.1 Предварительные рассуждения и обозначения.
3.2.2 Спектральные свойства растрированных изображений
3.2.3 Основные этапы предлагаемого метода текстурной сегментации ИТПИ. Отличия от традиционного подхода.
3.3 Детальное описание разработанного метода текстурной сегментации ИТПИ
3.3.1 Построение банка фильтров
3.3.2 Формирование полей признаков и их отбор
3.3.3 Группировка и сегментация полей признаков
3.4 Исследование работоспособности предложенного метода текстурной сегментации для извлечения ТВЗ
3.4.1 Проверка работоспособности метода на реальных ИТПИ.
3.4.2 Исследование работоспособности метода на синтезированных ИТПИ. Моделирование искажений при передаче данных.
3.5 Использование результатов работы метода текстурной сегментации при решении прочих задач анализа ТВЗсистемы
3.6 Выводы и результаты раздела
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Под встраиванием информации согласно понимается внедрение секретной или защитной информации называемой встраиваемой информацией, секретным сообщением или цифровым водяным знаком, ЦВЗ в содержимое другого информационного объекта называемого открыто передаваемой информацией или контейнером. Совокупность методов и средств, образующих единое решение для встраивания в цифровой сигнал информации, будем называть системой встраивания информации СВИ. Существует два важных случая СВИ это стеганографические системы и системы встраивания ЦВЗ. Целью первых является организация канала защищнной передачи информации, осуществляющейся путм сокрытия самого факта передачи информации целью вторых служит защита цифровых сигналов от модификации, от несанкционированного распространения и пр. ЦВЗ. В настоящее время в области встраивания информации существует сложившаяся и используемая большинством исследователей терминология, касающаяся крупных структурных компонент и свойств СВИ. Значительно меньшее число работ посвящено разработке моделей СВ И , , , 3, 2, 4, . При этом разработчики алгоритмов встраивания информации зачастую не используют известные и описанные в литературе модели, а разработчики моделей редко опираются при их построении на конкретные алгоритмические решения, зарекомендовавшие себя на практике. Вышесказанное указывает на необходимость разработки достаточно универсальной математической модели, подробно и формально описывающей компоненты систем встраивания информации, учитывающей многообразие известных алгоритмических решений, а также предоставляющей возможность унификации сложившейся терминологии. В настоящей работе предлагается модель, удовлетворяющая данным требованиям, исследуются е свойства, а также осуществляется решение практических задач анализа системы встраивания текстурных водяных знаков с использованием разработанной модели. Целью диссертации является разработка алгоритмов выделения защитной информации на изображениях текстурированных полиграфических изделий на основе унифицированной математической модели системы встраивания информации в цифровые сигналы. Разработать унифицированную математическую модель системы встраивания информации в цифровые сигналы ММ СВИ, дающую возможность единообразного описания существующих систем встраивания информации СВИ, а также предоставляющую правила и рекомендации для проектирования новых систем. Формализовать классы атак на СВИ в рамках разработанной модели. Описать систему встраивания текстурных водяных знаков ТВЗ в полиграфические изделия ТВЗсистемы в рамках ММ СВИ, а также построить модель носителя ТВЗ изображения текстурированного полиграфического изделия ИТПИ. Разработать методы и алгоритмы анализа ТВЗсистемы на базе ММ СВИ и показать их эффективность. В диссертационной работе используются методы теории множеств, цифровой обработки сигналов и изображений, текстурного анализа, теории информации. Предложена новая унифицированная математическая модель системы встраивания информации ММ СВИ в цифровые сигналы. Приведено формальное описание свойств СВИ и атак на них в рамках ММ СВИ. Впервые проведн анализ известных СВИ в терминах предложенной ММ СВИ и синтезированы новые СВИ. Предложено новое описание системы встраивания защитной информации в полиграфические изделия ТВЗсистемы и построена структурная модель изображения текстурированного полиграфического изделия ИТПИ. Синтезирован и исследован новый алгоритм извлечения информации из ТВЗсистемы, включающий в себя алгоритмические модули построения банка фильтров Габора, а также формирования, отбора, группировки и сегментации полей признаков. Проведено сравнительное экспериментальное исследование качественных и количественных характеристик разработанного алгоритма извлечения информации и его известных аналогов. Разработанная унифицированная ММ СВИ предоставляет возможность формального описания систем встраивания информации и атак на СВИ, на основании чего могут быть получены качественные и количественные характеристики как известных, так и перспективных СВИ. В частности, при решении задачи анализа ТВЗсистемы на основе предложенной формализации синтезирован алгоритм извлечения информации с улучшенными характеристиками по сравнению с известными аналогами. РФФИ 1а, 2офим, 9офим, , 3молрфнр, 6мола.