Презентация "Применение стеганографических методов для занесения идентифицирующей информации в растровые изображения" по математике – проект, доклад

Применение стеганографических методов для занесения идентифицирующей информации в растровые изображения

Исполнитель: студент группы ИВТ-464 Попов Е. Ю. Научный руководитель: к.т.н., доцент кафедры САПР и ПК Садовникова Н. П.

Волгоградский государственный технический университет Кафедра «Системы автоматизированного проектирования и поискового конструирования»

Актуальность работы

Широкое развитие мультимедийных технологий. Проблема защиты прав собственности на информацию, представленную в цифровом виде. Ограничение на использование криптосредств в ряде стран мира.

1

Цель работы: минимизация визуальных искажений изображения при занесении в него идентифицирующей информации.

Задачи: 1) Анализ методов встраивания данных в растровые изображения 2) Анализ программного обеспечения для встраивания данных в растровые изображения 3) Разработка метода занесения данных в растровые изображения 4) Реализация программного модуля занесения данных в растровые изображения. Реализация программного модуля извлечения данных из растровых изображений 5) Оценка визуальных искажений, вносимых разработанным методом встраивания данных в растровые изображения

Обзор методов встраивания данных в растровые изображения

Обзор программного обеспечения для встраивания данных в растровые изображения

Двумерная версия дискретного косинусного преобразования (ДКП)

C(x, y) – элементы оригинального изображения размерностью NxN; S(x, y) – элементы восстановленного по коэффициентам ДКП изображения размерностью NxN; x, y – пространственные координаты пикселей изображения; Ω(u, v) – массив коэффициентов ДКП; u, v – координаты в частотной области

Прямое ДКП: Обратное ДКП:

Алгоритм скрытия данных в изображении

Представить данные для встраивания в виде последовательности бит. Перевести изображение из цветовой модели RGB в модель YCbCr (YUV). Разбить матрицу яркости Y на блоки 8x8 пикселей. Выполнить ДКП над каждым блоком. Выбрать в каждом блоке две пары коэффициентов ДКП из низкочастотной или среднечастотной области. Встроить два бита данных в блок коэффициентов ДКП. Провести обратное ДКП над каждым блоком. Перевести изображение из цветовой модели YCbCr (YUV) в модель RGB.

Перевод изображения из цветового пространства RGB в пространство YCbCr (YUV)

Выполнение ДКП над блоком 8x8 матрицы яркости Y

Встраивание бит данных в блок коэффициентов ДКП

Выбор порогового значения P разности модулей коэффициентов ДКП Занесение бита данных:

- модуль 1-го коэффициента ДКП

- модуль 2-го коэффициента ДКП

- биты данных для встраивания

- модуль 3-го коэффициента ДКП

- модуль 4-го коэффициента ДКП

Модификация блока коэффициентов ДКП

- низкочастотные компоненты

- среднечастотные компоненты

- высокочастотные компоненты

- первая пара коэффициентов ДКП

- вторая пара коэффициентов ДКП

- модифицированные коэффициенты ДКП

Встраиваемые биты данных: 0 для первой пары коэффициентов ДКП; 1 для второй пары коэффициентов ДКП. Пороговое значение разности коэффициентов ДКП P = 5

Исходный блок ДКП

Модифицированный блок ДКП

Блок матрицы Y

Функциональная структура модуля встраивания данных

Функциональная структура модуля извлечения данных

Структура программы

Экранные формы работы программы

Оценка визуальных искажений, вносимых разработанным методом встраивания данных в растровые изображения

Мера вносимой ошибки: Максимальное отношение «сигнал/шум»:

N – число пикселей в изображении;

- значения пикселей исходного и восстановленного изображений соответственно

P = 5; PSNR = 72,3 дБ

Исходное изображение 800x599 пикселей Объем на диске: 287 259 байт

Изображение со скрытым текстом объемом 113 байт 800x599 пикселей Объем на диске: 288 098 байт

Сравнение разработанного метода с проанализированными

Основные результаты и выводы

Произведен анализ методов встраивания данных в растровые изображения. Произведен анализ программного обеспечения встраивания данных в растровые изображения. Выявлен недостаток коммерческих продуктов с устойчивыми к JPEG сжатию алгоритмами работы. Разработан метод встраивания данных в растровые изображения, минимизирующий визуальные искажения. Реализован и апробирован программный модуль встраивания данных в изображения. Реализован и апробирован программный модуль извлечения данных из изображения. Проведена оценка визуальных искажений изображения, вносимых разработанным методом.

Перспективы дальнейшего развития

Разработка алгоритма встраивания данных в видеофайлы на основе разработанной методики. Разработка алгоритмов занесения информации в аудиофайлы. Создание единой системы занесения данных в мультимедийные файлы. Применение разработанного метода для защиты программного обеспечения.

Спасибо за внимание!