Юдін О.К., Весельська О.М.

Національний авіаційний університет, Україна

Пошук можливостей для розробки сучасних ефективних методів сеганографії та стегоаналізу

Метою тез є встановлення функціональної залежність міри спотворення цифрового зображення в залежності класу зображення, окремо для кожної компоненти колірної моделі.

Основна частина Частотні методи базуються на модифікації сигналу, що формується шляхом використання до цифрового зображення (ЦЗ) перетворення Фур’є. Фільтр, який ослаблює високі частоти, одночасно пропускаючи низькі називається низькочастотним фільтром (НЧ). Фільтр, що ослаблює низькі частоти, одночасно пропускаючи високі – високочастотний фільтр (ВЧ). Результат лінійної фільтрації визначається функцією, де - функція фільтра, – розмірність фільтра, - ЦЗ.

Рис.1. Структурна схема реалізації частотної фільтрації для ЦЗ

Більшість методів стеганографії забезпечують невисоку робастність до будь яких спотворень. Більш робастними до різноманітний спотворень є методи стеганографічного захисту інформації, що використовують для приховування даних частотну область [1]. Умовно поділимо цифрові зображення на класи. Визначемо їх за ознакою розподілу інтенсивностей значень пікселів та неформального визначення класів зображення за алгоритмом стиснення [2]. Клас 1. Зображення з невеликою кількістю кольорів, заповненими одним кольором. Клас 2. Зображення, з плавними переходами кольорів, побудовані на комп'ютері. Клас 3. Фотореалістичні зображення. Клас 4. Фотореалістичні зображення з накладенням ділової графіки. Характерною відмінністю ЦЗ різних класів є закони розподілення значень яскравості сусідніх пікселів.

Для аналізу спотворення зображення після фільтрації скористаємося найбільш поширену міру PSNR (англ. Peak signal-to-noise ratio) - пікове відношення сигналу до шуму. PSNR найбільш часто використовується для вимірювання рівня спотворень при стисненні зображень [3].

Табл.1. PSNR, отримані після використання ВЧ фільтрації

PSNR т
	1 Клас		2 Клас		3 клас		4 клас
	%	Дцб	%	Дцб	%	Дцб	%	Дцб
RGB	16,771	53,489	16,321	53,264	20,099	55,153	11,566	50,887
R	17,97	54,088	17,90	54,053	21,755	55,981	12,568	51,388
G	20,281	55,21	16,966	53,552	21,883	56,011	12,934	51,537
B	21,205	55,706	18,064	54,135	21,666	55,937	10,995	50,601

Табл.2. PSNR, отримані після використання НЧ фільтрації

PSNR
	1 Клас		2 Клас		3 клас		4 клас
	%	Дцб	%	Дцб	%	Дцб	%	Дцб
RGB	0,598	45,402	10,519	50,363	7,78	48,993	3,324	46,765
R	0,366	45,287	9,741	49,974	7,063	48,635	2,649	46,428
G	0,376	45,257	7,571	48,855	7,261	48,7	2,696	46,417
B	0,287	45,247	9,285	49,746	7,798	49,003	3,08	46,643

Як видно з отриманих даних, значення характеристики PSNR різні для різних колірних складових зображення. В результаті використання ВЧ фільтра найменше спотворення виявлено в червоній складовій для першого класу, в зеленій для другого класу, та в синій – для третього та четвертого класів. В результаті використання НЧ фільтра найменше спотворення виявлено в червоній складовій для третього та четвертого класів, в зеленій для 2-го класу, та в синій – для 1-го класу. Реалістичних зображень, отримані за допомогою цифрового фотоапарату, тобто 3 клас, представляють більший інтерес з точки зору використання в якості ефективних контейнерів в стеганографії. Завдяки рівномірному розподілу інтенсивності пікселів та підвищенні рівню шуму при скануванні, виявлення прихованого вмісту представляє набагато вищу складність. При цьому, ще вищу таємність дозволяє забезпечити використання зображень третього класу у градаціях сірого

Висновки. Отримано алгоритми видалення сегментів спектру трьох колірних гам та доведено, що функціональні залежності спотворення якості ЦЗ різні для червоної, зеленої і синьої складової колірної моделі. Показано, що зазначена статистика може бути базовим підґрунтям подальших досліджень для розробки сучасних ефективних методів стеганографії та стегоаналіза з умови вбудування контейнерів в різні колірні компоненти.

Літерарура:

1. Гонсалес .Цифровая обработка изображений. Р. Гонсалес, Р.Вудс. – Москва: Техносфера, 2005. – 1072 с.

2. Д.С.Ватолин. Алгоритмы cжатия изображений. Методическое пособие. – Москва: МГУ, 1999. – 76 с.

3. Юдін О. К., Корченко О. Г., Конахович Г. Ф. Захист інформації в мережах передачі даних //К.: Вид-во ТОВ „НВП „Інтерсервіс. – 2009. Конахович Г.Ф. Компютерная стеганография. Теория и практика / Г.Ф. Конахович, Ф.Ю. Пузыренко. – К.: «МК-Пресс», 2006. – 288 с.