×
10.10.2014
216.012.fbed

СПОСОБ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИЗОБРАЖЕНИЕ, СЖАТОЕ ФРАКТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ, НА ОСНОВЕ СФОРМИРОВАННОЙ БИБЛИОТЕКИ ДОМЕНОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области стеганографии. Технический результат заключается в обеспечении возможности скрытой передачи конфиденциальных данных. Способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов, включающий этапы формирования вектора параметров сжатия изображения, ввода скрываемой информации, выделения доменов и ранговых областей, соотнесения ранговых областей и доменов, формирования конечного архива, причем на этапе сжатия изображения биты скрываемой информации кодируются координатами доменов. 7 ил.
Основные результаты: Способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов, включающий этапы формирования вектора параметров сжатия изображения, ввода скрываемой информации, выделения доменов и ранговых областей, соотнесения ранговых областей и доменов, формирования конечного архива, отличающийся тем, что на этапе сжатия изображения биты скрываемой информации кодируются координатами доменов.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области стеганографии, а именно к способам встраивания сообщения в цифровое изображение, и может быть использовано для организации скрытого хранения и передачи конфиденциальной информации по открытым каналам связи.

Известен «Способ встраивания сообщения в цифровое изображение» (патент RU 2407216 С1, опубликован 20.12.2010 г.), в котором встраивание осуществляется за счет замены наименее значащего бита в байтах исходного цифрового изображения, при этом наименее значащему биту в байтах исходного цифрового изображения присваивают флаговое значение «единица» при совпадении части битов байта сигнала цифрового изображения и битов сигнала сообщения, либо флаговое значение «ноль» при несовпадении.

Недостатком данного способа является невозможность его применения для графического изображения, сжатого фрактальным методом.

Известен «Способ передачи дополнительной информации при фрактальном кодировании изображения» (патент RU 2292662 C2, МПК H04N 7/08, опубликовано 27.01.2011 г.), в котором встраивание производится в младшие разряды индексов доменов.

Недостатком данного способа является сильное искажение исходного изображения в результате переориентации доменов при встраивании в них дополнительной информации.

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям является «Способ передачи дополнительной информации при совместном использовании векторного квантования и фрактального кодирования изображений с учетом классификации доменов и блоков из кодовой книги» (патент RU 2327301 C2, МПК H04N 7/08, G06T 9/00, опубликовано 27.12.2007 г.), в котором в вектор индекса доменов или блока из кодовой книги, состоящий из n разрядов, вводится m разрядов дополнительной информации вместо младших разрядов данного вектора.

Недостатком этого способа является искажение исходного изображения за счет переориентации доменов, их смещения относительно начального положения, из-за замены как минимум двух битов информации. Это в свою очередь приводит к наложению сегментов исходного изображения друг на друга, что является визуально заметным.

Задачей изобретения является создание способа встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов, обеспечивающего возможность скрытой передачи конфиденциальных данных, используя контейнер, представленный в виде фрактально сжатого изображения.

Эта задача решается тем, что в способе встраивания информации в изображение сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов, включающем этапы формирования вектора параметров сжатия изображения, ввода скрываемой информации, выделения доменов и ранговых областей, соотнесения ранговых областей и доменов, формирования конечного архива, введен этап скрытия информации путем кодирования битов через координаты доменов.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием языков программирования, позволяющих реализовать данную концепцию в виде программного обеспечения.

Заявленный способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов поясняется чертежами, на которых показано:

фиг.1 - пример разбиения изображения на домены, где прямоугольники представляют собой возможные выделенные домены, при этом показана возможность их пересечения друг с другом, а также возможность формирования сегментов различного размера;

фиг.2 - метод классификации доменов по алгоритму Фишера, заключающийся в разбиении домена на четыре равные области и расчете их параметров, где A1, А2, A3, А4 - математические ожидания интенсивности пикселей конкретных областей данных сегментов;

фиг.3 - пример разбиения изображения на ранговые области, на котором линиями разграничены ранги и представлена возможность формирования сегментов различных размеров, а также необходимость полного заполнения исходного изображения;

фиг.4 - метод квадродерева, позволяющий осуществить разбиения ранга на четыре равные области, в случае если для первоначального ранга не было найдено подходящего домена, где цифрами представлен метод нумерации формируемых областей, а также метод кодирования новых ранговых областей;

фиг.5 - обобщенный алгоритм фрактального сжатия изображений;

фиг.6 - алгоритм, реализующий предложенный способ;

фиг.7 - пример использования предложенного способа.

Реализация предложенного способа состоит во включении в процесс фрактального сжатия этапа встраивания информации. Общий алгоритм фрактального сжатия (фиг.5) первоначально подразумевает ввод параметров сжатия. В качестве параметров сжатия выступают минимальный размер домена, минимальный шаг домена, значение порога среднеквадратического отклонения (СКО), глубина квадродерева, а также вводится в качестве параметра встраиваемая информация.

После ввода параметров сжатия в систему загружается исходное изображение, предназначенное для сжатия. Первым этапом реализуется разбиение изображения на домены (фиг.1). Минимальный размер домена указан в начальных параметрах. Также выделяются домены большего размера, причем для более эффективного расчета каждые следующие группы доменов больше предыдущих в два раза. Максимально возможный размер домена выбирается в соответствии с размерами исходного изображения. После выделения доменов осуществляется их классификация по алгоритму Фишера (фиг.3) (Y. Fisher, Ed., Fractal Image Compression - Theory and Application: New York: Springer, 1994). Классификация позволяет выделить 72 класса. Под значениями А подразумевается математическое ожидание интенсивностей пикселей соответствующих областей:

1 класс A1≥A2≥A3≥A4

2 класс А1≥A2≥А4≥A3

3 класс А1≥А4≥А2≥А3

Также в каждом из трех классов выделяется еще по 24 класса, в соответствии со значениями дисперсии.

На следующем этапе происходит выделение ранговых областей, при этом они должны полностью заполнять все изображение и не пересекаться друг с другом (фиг.3). Ранговые области в соответствии с алгоритмом меньше доменов по ширине в два раза.

После формирования библиотеки доменов и определения рангов осуществляется основной этап соотнесения ранговых областей и доменов. Он реализуется путем подбора соответствующих рассматриваемому рангу доменов. За счет предварительной классификации данный этап выполняется быстрее в 72 раза, так как ранги также отбираются по алгоритму классификации Фишера.

Схожесть доменов и рангов определяется по методу наименьших квадратов (МНК). Исследуемый домен подвергается аффинным преобразованиям для обеспечения максимального сходства с рангом, после чего по значению, полученному по МНК, принимается решение о продолжении поиска соответствия. Аффинные преобразования подразумевают под собой такие операции над сегментами изображения, как зеркальное отображение, поворот на углы в 90, 180, 270 градусов (Y. Fisher, Ed., Fractal Image Compression - Theory and Application: New York: Springer, 1994). Также возможно применение масштабирования. В параметрах сжатия заранее указывается минимальный порог СКО, получаемый при расчете значения по МНК, чем он ниже, тем качественнее будет сжатое изображение, но увеличивается время компрессии и наоборот. В случае если для ранговой области не будет найден подходящий домен, реализуется метод квадродерева (фиг.4) (Y. Fisher, Ed., Fractal Image Compression - Theory and Application: New York: Springer, 1994), при котором ранговая область разбивается на 4 равные части и с ними проводятся аналогичные действия.

В разработанном способе предлагается использовать разбиение полученной библиотеки доменов на две области, соответствующие нулевому и единичному биту (фиг.6). Разбиение происходит путем деления изображения на две половины по вертикали, причем левая половина отвечает за единичный бит, а правая - за нулевой. Соответственно домены, координаты левого верхнего угла которых по оси абсцисс меньше половины ширины изображения, отвечают за единичный бит и наоборот. Таким образом, одним из параметров сжатия изображения предлагается использовать встраиваемую информацию. Данная информация переводится в двоичный вид и на этапе соотнесения доменов с ранговыми областями происходит ее считывание. В случае появления на входе компрессора единичного бита используются домены с координатой по оси x, не превышающей половину ширины изображения, оставшаяся половина используется при появлении нулевого бита. Выделение информации происходит в ходе декомпрессии за счет считывания данных, касающихся соответствующего ранга, в случае если координаты домена входят в левую область, выводится единица и наоборот.

Соответственно после выполнения этапа соотнесения рангов и доменов формируется архив, состоящий из заголовка, в котором указаны параметры сформированного сжатого файла, и поля данных, содержащих координаты соответствующих доменов, коэффициенты аффинных преобразований и значения яркости и контрастности.

Эффективность функционирования предлагаемого способа по сравнению с прототипом состоит в том, что в исходный файл практически не вносятся визуальные изменения и факт наличия встроенной информации определить очень сложно.

Реализация предложенного способа встраивания информации показала эффективность его применения (фиг.7). Основные методы стеганографического анализа, применяемые на сегодняшний день, не позволяют выявить факт встраивания информации при использовании данного способа, так как статистика распределения битов практически не изменяется. При этом объемы передаваемой информации в процентном соотношении составляют около 1% от общего объема файла-контейнера. Полученный процент высчитывается на основе отношения количества ранговых областей в изображении к общему размеру файла. В ходе эксперимента использовалось изображение, размером 617 кб. При разбиении данного изображения было сформировано около 50000 ранговых областей. Соответственно объем встроенной информации составляет 50000 бит (6250 байт), а отношение 6250/617000=0,0101 (1,01%).

Способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов, включающий этапы формирования вектора параметров сжатия изображения, ввода скрываемой информации, выделения доменов и ранговых областей, соотнесения ранговых областей и доменов, формирования конечного архива, отличающийся тем, что на этапе сжатия изображения биты скрываемой информации кодируются координатами доменов.
СПОСОБ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИЗОБРАЖЕНИЕ, СЖАТОЕ ФРАКТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ, НА ОСНОВЕ СФОРМИРОВАННОЙ БИБЛИОТЕКИ ДОМЕНОВ
СПОСОБ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИЗОБРАЖЕНИЕ, СЖАТОЕ ФРАКТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ, НА ОСНОВЕ СФОРМИРОВАННОЙ БИБЛИОТЕКИ ДОМЕНОВ
СПОСОБ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИЗОБРАЖЕНИЕ, СЖАТОЕ ФРАКТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ, НА ОСНОВЕ СФОРМИРОВАННОЙ БИБЛИОТЕКИ ДОМЕНОВ
СПОСОБ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИЗОБРАЖЕНИЕ, СЖАТОЕ ФРАКТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ, НА ОСНОВЕ СФОРМИРОВАННОЙ БИБЛИОТЕКИ ДОМЕНОВ
СПОСОБ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИЗОБРАЖЕНИЕ, СЖАТОЕ ФРАКТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ, НА ОСНОВЕ СФОРМИРОВАННОЙ БИБЛИОТЕКИ ДОМЕНОВ
СПОСОБ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИЗОБРАЖЕНИЕ, СЖАТОЕ ФРАКТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ, НА ОСНОВЕ СФОРМИРОВАННОЙ БИБЛИОТЕКИ ДОМЕНОВ
СПОСОБ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИЗОБРАЖЕНИЕ, СЖАТОЕ ФРАКТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ, НА ОСНОВЕ СФОРМИРОВАННОЙ БИБЛИОТЕКИ ДОМЕНОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 52 items.
20.04.2013
№216.012.381f

Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов

Изобретение относится к области обнаружения узкополосных радиосигналов в условиях априорной неопределенности и может быть использовано на линиях радиосвязи, работающих в условиях воздействия аддитивных шумов. Технический результат - повышение достоверности принятия решения о наличии полезного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479920
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.02.2014
№216.012.9fe4

Способ идентификации кадров-вставок в потоке мультимедийных данных

Изобретение относится к средствам обработки данных изображений. Техническим результатом является уменьшение количества ошибочных распознаваний кадров-вставок в потоке мультимедийных данных. В способе вычисляют суммарную дифференциальную яркость каждого кадра-разности и пороговое значение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506640
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.04.2014
№216.012.bd15

Способ моделирования поиска подвижных абонентов на сетях связи

Изобретение относится к области моделирования сетей связи. Техническим результатом является повышение достоверности оценки моделируемых процессов функционирования и состояний динамически перемещающихся абонентов сетей связи относительно реально функционирующих (существующих) в реальном масштабе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514144
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.05.2014
№216.012.c973

Способ встраивания сообщения в цифровое изображение формата jpeg 2000

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении возможности сохранения целостности внедренной информации. Способ встраивания сообщения в цифровое изображение формата JPEG 2000, заключающийся в замене кодирующих коэффициентов среднечастотных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517337
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.09.2014
№216.012.f85d

Способ подготовки полиграфолога

Изобретение относится к области медицины, а именно к области проведения психофизических опытов, и может быть использовано в психологии, физиологии, подготовке специалиста полиграфолога, оценке пригодности полиграфолога для задач функциональной диагностики, требующих развития и тренировки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529418
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.10.2014
№216.012.fd3b

Способ пространственно-временной коммутации

Изобретение относится к области телекоммуникаций и может быть использовано для построения цифровых систем коммутации. Технический результат заключается в снижении загрузки ЭВМ цифровой системы коммутации. Способ пространственно-временной коммутации заключается в следующем: принимают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530673
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fd4d

Способ защищенного удаленного доступа к информационным ресурсам

Изобретение относится к области передачи цифровой информации, а именно к шифровальным устройствам секретной связи с ключевым распределением, и предназначено для установления защищенного удаленного доступа к информационным ресурсам на основе одношаговой аутентификации с симметричными ключами и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530691
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.11.2014
№216.013.0933

Устройство двухпараметрового контроля толщины электропроводных покрытий

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов и изделий и может быть использовано для измерения толщины немагнитных металлических покрытий на диэлектрической основе или на немагнитной основе с другой удельной электрической проводимостью. Технический результат заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533756
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.11.2014
№216.013.0a3a

Способ сопряжения передачи, приема информации и питания импульсным током в двухпроводной линии связи

Использование: в области приборостроения при построении распределенных измерительных систем, систем контроля, телеметрии и дистанционного управления. Технический результат - уменьшение энергопотребления и повышение достоверности обмена информацией. Согласно способу от ведущего устройства по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534026
Дата охранного документа: 27.11.2014
10.01.2015
№216.013.1d5f

Способ управления скоростью передачи видеопотока

Изобретение относится к области управления скоростью передачи видеопотока по протоколам RTP/RTCP при организации многоточечных сеансов видеосвязи. Техническим результатом является адаптация видеоформатов оконечных терминалов многоточечных сеансов видеосвязи под значения параметров качества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538947
Дата охранного документа: 10.01.2015
Showing 1-10 of 79 items.
10.01.2013
№216.012.1a91

Способ неблокируемой маршрутизации

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике электросвязи, и, в частности, может применяться на волоконно-оптических сетях связи при необходимости обеспечения неблокируемой маршрутизации для любого из узлов сети. Технический результат заключается в уменьшении аппаратурной сложности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472293
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1dc4

Устройство диагностирования каналов передачи цифровой информации

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении достоверности диагностирования КПЦИ за счет вероятностного прогнозирования возможности возникновения отказов (сбоев) в измеряемых приемниках и комплектах оконечной аппаратуры на заданный интервал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473114
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.210f

Способ обнаружения идентификационных признаков для различных буквенно-знаковых систем письменности

Изобретение относится к области информатики и вычислительной техники и может использоваться для обработки информационных потоков и обнаружения в них заданных эталонных признаков, представленных в различных буквенно-знаковых системах письменности. Техническим результатом является расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473964
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.05.2013
№216.012.3f0e

Способ передачи мультипротокольных информационных потоков и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к области многоканальных волоконно-оптических систем передачи, в частности к системам, использующим спектральное мультиплексирование каналов. Технический результат состоит в разработке способа передачи мультипротокольных информационных потоков и устройства для его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481709
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.424c

Способ установления подлинности оригиналов бумажных документов

Изобретение относится к средствам установления подлинности бумажного документа при его получении исполнителем для ознакомления с цифровой копией его оригинала, согласованного, подписанного и утвержденного ответственными лицами оригинала, единожды занесенного в электронную базу данных....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482542
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4e1a

Система управления жизненным циклом компьютерных систем на основе интегрированной модели

Изобретение относится к средствам управления компьютерными системами и приложениями. Техническим результатом является повышение результативности управления компьютерными системами и приложениями. Система содержит компонент концептуального управления, компонент интеграции и управления, компонент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485576
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e24

Способ идентификации сигналов

Изобретение относится к способам идентификации сигналов. Техническим результатом является снижение временной длительности процедуры идентификации анализируемого сигнала с эталонами и сокращение памяти, необходимой для хранения эталонных образцов сигналов. Технический результат заявленного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485586
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5261

Устройство синхронизации псевдослучайной последовательности с функцией исправления ошибок

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и предназначено для синхронизации псевдослучайных последовательностей. Технический результат - обеспечение правильной синхронизации при снижении качества канала связи одновременно с отсутствием возможности ложной синхронизации. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486682
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.08.2013
№216.012.6229

Рамочная двухвитковая антенна в защитном корпусе

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и может быть использовано в качестве приемных и передающих антенн средств связи декаметрового диапазона радиоволн. Технический результат - повышение КПД антенны, защита от климатических и механических воздействий....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490761
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.10.2013
№216.012.7497

Способ снижения скорости передачи низкоскоростных вокодеров с линейным предсказанием

Изобретение относится к области цифровой связи и может быть использовано в системах телеинформационных коммуникаций для эффективного кодирования речевых сигналов. Техническим результатом предлагаемого способа является уменьшение скорости передачи данных по каналам связи при эффективном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495504
Дата охранного документа: 10.10.2013
+ добавить свой РИД