Усовершенствованный метод Коха-Жао

Введены следующие усовершенствования:

1. введена дополнительная отбраковка блоков на основе процедур статистического анализа коэффициентов ДКП, а именно: блоки, содержащие большое число больших по абсолютному значению коэффициентов ДКП в ВЧ области, так же как и блоки, содержащие большое число нулевых коэффициентов ДКП в СЧ и ВЧ области, при встраивании не используются. Тем самым игнорируются высококонтрастные блоки с резкими перепадами яркости и монотонные блоки изображений;

2. для встраивания одного бита информации используется 3 коэффициента ДКП вместо двух. Процедура встраивания выглядит следующим образом:

При встраивании m=1, абсолютное значение одного из коэффициентов ДКП устанавливается большим абсолютных значений двух других коэффициентов не менее чем на величину К. При встраивании m=0, абсолютное значение первого коэффициента устанавливается меньшим абсолютных значений двух других коэффициентов не менее чем на К.

Ключевой информацией в рассмотренных методах являются координаты коэффициентов ДКП, то есть правило выбора этих координат.

Для извлечения встроенной информации на приемной стороне уполномоченный пользователь, знающий координаты точек встраивания, сравнивает абсолютные значения соответствующих коэффициентов ДКП. Он извлекает сообщение (1 бит из каждого блока) по правилу:

1. для метода Коха-Жао:

2. для метода Бенгама-Мемона-Эо-Юнга:

При невыполнении ни одного условия в последнем выражении регистрируется ошибка извлечения.

Величина К задает устойчивость стеганосистемы к воздействию злоумышленника или некоторых случайных факторов на контейнер, т.е. величина К задает робастность стеганосистемы. Чем выше К, тем выше робастность, т.е. тем больший уровень внешних воздействий будет игнорирован системой, контейнер сохранит хранящуюся в нем информацию. Однако повышение К ведет к неизбежному повышению вносимых искажений.

Недостатком усовершенствованного метода Коха-Жао есть его низкая пропускная способность. Однако устнанены другие недостатки метода Коха-Жао. Все достоинства наследуются из метода прототипа.

Лекция №8 встраивание данных в частотной области частотных изображений Метод Хсу-Ву

Является дальнейшим развитием методов Коха-Жао и его модификации. Позволяет существенно увеличить пропускную способность стеганоканала. Встраивание ЦВЗ (цифровых водяных знаков) происходит следующим образом:

Имеем изображение . Рассмотрим ЦВЗ размером .

Положим, что ЦВЗ есть монохромное изображение, содержащее только пиксели черного либо белого цвета (числа либо «0», либо «255»).

Контейнер, изображение разобьем на блоки (сегменты) размером 88 элементов (пикселей).

Получим блоков. На такое же количество блоков разобьем ЦВЗ.

Всего будет элементов в 1 блоке ЦВЗ.

Встраивание осуществляется поблочно: один блок ЦВЗ в соответствующий блок контейнера.

Рассмотрим встраивание одного блока.

Выполнили прямое ДКП и получили 88 коэффициентов ДКП.

Выберем в средней частотной области коэффициентов ДКП столько элементов, сколько содержится в одном блоке ЦВЗ. Правило выбора коэффициентов ДКП задается секретным ключом. Выберем так же некоторый фиксированный коэффициент, обозначаемый нами . Данные ЦВЗ представим в поляризованном виде, например:

ЦВЗ =

+	–	+
–	+	–

Если , a , то имеем такой отдельный блок ЦВЗ:

Каждый элемент ЦВЗ встраивается в среднечастотную (СЧ) область блока контейнера посредством изменения отношения абсолютных значений соответствующих СЧ-компонент , и фиксированной компонентой , т.е. встраивание осуществляется по правилу:

,

где - коэффициент ДКП, в который встраивается i-й элемент блока ЦВЗ. Если размер блока ЦВЗ равен 1, т.е. 11, тогда получим метод Коха-Жао.

На приемной стороне уполномоченный пользователь, знающий правило разбиения и выбора коэффициентов ДКП, восстанавливает информацию по обратному правилу:

.

Восстановив матрицу полярностей, уполномоченный пользователь находит соответствующие значения элементов ЦВЗ.

Матрица полярностей введена для удобства реализации изменения абсолютных значений коэффициентов ДКП. Знаки «+» и «-» задают направление (уменьшение или увеличение) изменения соответствующих коэффициентов ДКП.

Данный метод позволяет существенно повысить пропускную способность стеганосистемы. Увеличение пропускной способности пропорционально количеству используемых коэффициентов ДКП. В то же время увеличение пропускной способности в данном методе ведет к увеличению вносимых искажений. Аналогичную процедуру встраивания и извлечения сообщения можно получить для случая использования в качестве прототипа усовершенственный метод (Бенгама-Мемона-Эо-Юнга). Количество коэффициентов ДКП при этом увеличивается в 2 раза.