Разработка и исследование алгоритмов и методик идентификации цифровых устройств записи по создаваемым ими цифровым образам

• Автор: Чумаченко, Анатолий Борисович
• Шифр специальности: 05.13.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ существующих методов защиты цифровых мультимедийных данных и идентификации аппаратуры по цифровому образу данных

1.1. Идентификации устройств цифровой записи по аппаратурноуникальным признакам

1.1.1. Методы формирования изображений изданных матрицы в цифровых фотоаппаратах

1.1.2. Идентификация камер на основе артефактов цветовой интерполяции

1.1.3. Идентификация камер на основе дефектов матриц

1.1.4 Требования к структуре системы идентификации аудиозаиисывающей аппаратуры.

1.2. Выводы

2. Методика идентификации цифровых визуальных устройств записи

2.1. Получение изображений в цифровых фотокамерах

2.2. Получение изображений в сканерах

2.3. Выбор входного формата системы идентификации цифровых фотокамер и сканеров по цифровому образу
2.4. Формирование вектора признаков для идентификации цифровых фотокамер Фильтрация цифрового образа данных для выделения ВЧсоставляющих 2.4.2. Обнаружение поворота изображения на основе преобразования Радона.
2.5. Этапы идентификации фотокамер
2.6. Формирование вектора признаков для идентификации сканеров
2.7. Этапы идентификации сканеров
2.8. Выводы
3. Методика идентификации устройств цифровой аудиозаписи
3.1. Структура системы записи аудиоданных цифровых микрофонов и звуковых плат
3.1.1. Анализ погрешностей канала записи звука
3.1.2. Погрешности сигмадельта АЦП
3.2. Структура системы идентификации цифровых устройств аудиозаписи по их цифровому образу
3.3. Выбор методик для получения векторов признаков для идентификации цифровых устройств аудиозаписи
3.4. Методика идентификация на основе стационарных составляющих канала записи
3.4.1. Преобразование Габора
3.4.2. Методика идентификации звуковых плат, основанная на стационарных составляющих
3.5. Выбор методики представления акустического сигнала для подсистемы аутентификации звуковых плат
3.6. Вычисление кепстра на основе коэффициентов линейного предсказания
3.7. Методики идентификации звуковых плат
3.7.1 .Методика, основанная на гауссовских смешанных моделях
3.7.2.Методика идентификации основанная на нейронных сетях
3.8. Выводы
4. Экспериментальные исследование разработанных методов идентификации цифровых устройств записи по создаваемому ими цифровому образу
4.1. Выбор методик идентификации для подсистемы аутентификации звуковых плат
4.2. Экспериментальные исследования задачи идентификации звуковых плат методом выделения стационарных составляющих
4.3. Экспериментальные исследования задачи идентификации цифровых микрофонов методом выделения стационарных составляющих
4.4. Экспериментальные исследования задачи идентификации цифровых фотокамер
4.5 Эспериментальные исследования задачи идентификации сканеров
4.6. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


На настоящий момент вопросы идентификации аналоговых устройств звуко и видеозаписи, в частности идентификации диктофонов, магнитофонов являются хорошо исследованными и основываются на признаках, которые устройство записи оставляет на носителе в процессе записи при изменении его физических свойств. Ввиду непосредственной зависимости особенностей процедуры идентификации от природы носителей, для анализа возможностей идентификации целесообразно выделить следующие группы носителей вещественные физические тела и энергетические физические и звуковые моля, электрические токи. Общим свойством физических и звуковых полей является их волновой характер, поэтому их можно еще назвать носителями волнового типа. Электрический ток также осуществляет перенос энергии и является носителем информации в форме токов низкой или высокой частоты в кабельных сетях связи и коммуникации. Закрепление информации на носителях вещественного типа знаковыми системами осуществляется за счет изменения образа физических тел. Перенос информации носителями вещественного типа осуществляется за счет переноса массы вещества. Закрепление информации носителями волнового типа осуществляется за счет изменения состояния среды. Перенос информации носителями волнового типа осуществляется за счет переноса электромагнитной или звуковой энергии. Непосредственная практическая задача идентификации может ставиться в различных вариантах. Идентификации подвергается запись на исходном носителе. Идентификации подвергается запись, скопированная на другой носитель возможно с автоматической конвертацией формата, компрессией динамического диапазона. Идентификации подвергается запись, сконвертированная в другой формат. В частности, идентификация устройств аналоговой звукозаписи производится на основе анализа импульсных сигналов включения и выключения режима записи магнитофонов, шума паузы, шума размагниченной ленты т. Известны аналогичные методы идентификации плночных фотокамер на основе особенностей границ кадрового окна, механизма перемотки плнки и оптической системы, принтеров по особенностям методов и алгоритмов формирования изображений растрирования, и различий в реализации струйнокапельных и лазерных методов печати. Идентифицированы могут быть также и устройства записи, использующие энергетические носители, например, устройства связи, в частности радиопередающие, по особенностям переходных процессов. С распространением цифровых средств звуко и видеозаписи произошло резкое увеличение плотности записи ввиду введения избыточности, связанной с необходимостью обнаружения и исправления ошибок. Это приводит к полному отсутствию информации о физическом состоянии исходного носителя оригинала и сведений о файловой системе, и единственно возможными способами идентификации являются идентификация на основе особенностей форматов файлов необходимо учитывать возможную автоматическую аппаратную либо программную конвертацию данных при перезаписи из. В задаче защиты авторских прав, сигнал также имеет перечисленные особенности и, помимо этого, как правило хранится конвертированным в другой формат. Таким образом, в качестве идентифицирующих в данном случае доступны признаки, также содержащиеся только в цифровом потоке. Самым известным аналогом такой защиты, в частности прав на медийную информацию, представленную в цифровом виде, является применение цифровых водяных знаков ЦВЗ. Стойкие ЦВЗ представляют собой некоторую информацию встроенную в отсчты маркируемого ими сигнала. ЦВЗ как правило содержат некоторый аутентичный код, информацию о собственнике либо управляющую информацию для средств воспроизведения и копирования. В отличие от обычных водяных знаков, ЦВЗ могут быть не только видимыми, но и как правило невидимыми, что объясняется тем, что по своей природе ЦВЗ являются искажением сигнала, который предназначен для восприятия человеком, и, следовательно, для сохранения потребительских качеств защищаемой аудиовизуальной продукции должны быть как можно менее заметны. Невидимые ЦВЗ анализируются специальным декодером, который выносит решение об их наличии, и при необходимости, извлекает скрытое сообщение. Наиболее подходящими объектами защиты при помощи ЦВЗ являются статичные изображения, файлы аудио и видеоданных . Потенциальные области применения ЦВЗ приведены на рисунке 1.