5.3.3.1. Метод відносної заміни величин коефіцієнтів дкп (метод Коха і Жао)

Використовується низкоуровневое властивість ЗСЧ - частотна чутливість.

Суть методу полягає у зміні ставлення між абсолютними значеннями коефіцієнтів ДКП в среднечастотной області зображення. Найменші спотворення будуть вноситися шляхом зміни в ВЧ області, проте атака стисненням з використанням JPEG гарантовано зруйнує вбудоване повідомлення. Найменша ймовірність руйнування повідомлення буде спостерігатися при встановленні в НЧ область, проте це призведе до появи видимих ??спотворень.

На практиці вбудовування здійснюється в СЧ область. Це умовна область вибирається емпірично як пошук компромісу між очікуваним рівнем стиснення (при реалізації відповідної атаки) і необхідною якістю зображення.

Вбудовування здійснюється побитно: один біт в один блок коефіцієнтів ДКП 8'8. Для вбудовування вибираються два коефіцієнта в СЧ області, позначимо їх .

Для вбудовування одиниці різниця абсолютних значень коефіцієнтів ДКП встановлюється більшою деякої величини К.

При встановленні нуля, різниця абсолютних значень встановлюється меншою .

наприклад, К = 10. Нам потрібно вмонтувати m = 1.

| -34 | - | 55 | = -21, Змінюється : | -65 | - | 55 | = 10.

При встановленні m = 0, нічого б не змінювалося.

Можна змінювати один коефіцієнт ДКП, а можна змінювати два коефіцієнта пропорційно, щоб знизити вносяться спотворення.

Гідність методу Коха-Жао: стійкість до більшості відомих стеганоатак, в тому числі до атаки стисненням, до афінних перетворень, геометричним атакам.

Недоліки методу:

1. низька пропускна здатність: 64 пікселя; 64 байта контейнера несуть 1 біт інформації;

2. деякі блоки 8'8 слабо пристосовані до вбудовування даних, а саме:

• Блоки з різкими перепадами яскравості містять великі абсолютні значення в ВЧ області, що може привести до дуже великих спотворень при вбудовуванні інформації;

• Монотонні зображення містять в НЧ і СЧ області, як правило, нульові компоненти. Модифікація СЧ області призведе до внесення видимих ??спотворень.

• Зазначені недоліки усунені в наступному методі (метод Бенгама-Мемон-Ео-Юнга).

5.3.3.2. Метод Бенгама-Мемона-Ео-Юнг

Введено наступні удосконалення:

1) введена додаткова відбраковування блоків на основі процедур статистичного аналізу коефіцієнтів ДКП, а саме: блоки, що містять велику кількість великих за абсолютним значенням коефіцієнтів ДКП в ВЧ області, так само як і блоки, що містять велику кількість нульових коефіцієнтів ДКП в СЧ і ВЧ області, при встановленні не використовуються. Тим самим ігноруються висококонтрастні блоки з різкими перепадами яскравості і монотонні блоки зображень;

2) для вбудовування одного біта інформації використовується 3 коефіцієнта ДКП замість двох. Процедура вбудовування виглядає наступним чином:

при встановленні m= 1, абсолютне значення одного з коефіцієнтів ДКП встановлюється великим абсолютних значень двох інших коефіцієнтів не менше ніж на величину К. при встановленні m= 0, абсолютне значення першого коефіцієнта встановлюється меншим абсолютних значень двох інших коефіцієнтів не менше ніж на К.

Ключовий інформацією в розглянутих методах є координати коефіцієнтів ДКП, тобто правило вибору цих координат.

Для вилучення вбудованої інформації на приймальному боці уповноважений користувач, який знає координати точок вбудовування, зрівнює абсолютні значення відповідних коефіцієнтів ДКП.

При невиконанні жодної умови в останньому виразі реєструється помилка вилучення.

величина К задає стійкість стеганосістеми до впливу зловмисника або деяких випадкових факторів на контейнер, тобто величина К задає робастної стеганосістеми. чим вище К, Тим вище робастної, тобто тим більший рівень зовнішніх впливів буде проігноровано системою, контейнер збереже зберігається в ньому інформацію. Однак підвищення К веде до неминучого підвищення внесених спотворень.

Недоліком вдосконаленого методу Коха-Жао є його низька пропускна здатність. Однак устнанени інші недоліки методу Коха-Жао. Всі достоїнства успадковуються з методу прототипу.

1) метод Коха і Жао [2, 5, 6, 19, 23], що полягає в виборі з C блока ДКП коефіцієнтів два значення. Їх різницю порівнюють з деякою відносною величиною P . Якщо потрібно внести «0» то ця різниця робиться більшою ніж P , а при внесенні «1» – меншою;

2) метод Бенгама- Меммона-Ео-Юнга [2, 5, 6], що являється модифікацією попереднього методу. Різниця полягає в тому, що блоки вибираються псевдовипадково. Кожен вибраний блок перевіряється з граничними значеннями Pl (блок не повинен містити граничні переходи яскравості) та Ph (не повинен бути с верх монотонним).В разі не відповідності блок відкидається. Також вибирається не два а три коефіцієнти з блоку, перші два з них порівнюються з граничним числом P . Якщо потрібно внести «0», то третій коефіцієнт роблять меншим любого із перших двох, при внесенні «1» все навпаки;

3) метод Хсу і Ву [2, 5, 6, 36] полягає в вбудовуванні в масив коефіцієнтів ДКП блоків зображення цифрового водяного знака, який представляє собою двійкове зображення розміром A Z × ;

4) метод Фрідріх [2, 5, 19], в загальному являється поєднанням двох методів, де один скриває в низькочастотні коефіцієнти ДКП, а інший в середньо частотні коефіцієнти.