МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫЯВЛЕНИЯ НАРУШЕНИЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ЦИФРОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТРОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність напрямку дослідження, приведено зв'язок

роботи з науковими програмами, сформульовані мета та завдання дослідження, ві-

5

дображені наукова новизна й практична цінність роботи, особистий внесок здобу-

вача, наведені відомості про апробацію та публікації.

У першому розділі представлено огляд існуючих методів виявлення порушень

цілісності цифрових сигналів, визначені найуживаніші засоби несанкціонованої змі-

ни ЦЗ: монтаж частин різних ЦЗ, копіювання частини ЦЗ у іншу його частину (кло-

нування), розмиття засобами графічних редакторів.

З огляду літературних джерел зроблено висновок, що задача доведення чи

спростування автентичності цифрових сигналів взагалі та ЦЗ зокрема не вирішена

остаточно: переважна більшість існуючих методів перевірки цілісності ЦЗ виявля-

ються не дієздатними у випадку малих розмірів ЗО, при наявності постобробки фа-

льсифікованих ЦЗ, у зв’язку з чим залишається актуальною розробка принципово

нових методів та алгоритмів виявлення фальсифікацій ЦЗ, які вимагають залучення

нових математичних інструментів.

У другому розділі здійснюється побудова теоретичного базису для нового

комплексного методу виявлення порушень цілісності (КМВПЦ) ЦЗ шляхом розвит-

ку загального підходу до аналізу стану та технології функціонування інформаційних

систем (ЗПАІС); обґрунтовано доцільність вибору у якості формальних параметрів,

що характеризують ЦЗ, використовуваних для аналізу його цілісності, набору син-

гулярних чисел (СНЧ) блоків матриці ЦЗ; виявлені якісні характерні особливості

цих параметрів, що вказують на відмінності між форматами збереження ЦЗ; розроб-

лено теоретичні основи детектування ЗО у випадку, коли відрізняються формати

збереження ЗО та ОЗ; виявлені якісні характерні особливості СНЧ, врахування яких

дозволить виділити клоновані ділянки ЦЗ, у тому числі й при симетричному клону-

ванні; встановлені якісні характерні особливості СНЧ блоків матриці ЦЗ під час йо-

го розмиття.

ЦЗ формалізується у вигляді матриці (скінченної множини матриць). Не обме-

жуючи спільності міркувань, якщо не оговорено спеціально, для простоти викла-

дання у якості моделі ЦЗ розглядається одна матриця F .

Відповідно до ЗПАІС результат будь-якого перетворення ЦЗ з матрицею F , зо-

крема, його фальсифікацію, формально можна представити як F + DF , де DF – мат-

риця збурення у процесі фальсифікації, а результат будь-яких несанкціонова-

них/санкціонованих змін ЦЗ формально визначається набором (наборами) СНЧ та

сингулярних векторів (СНВ) відповідної матриці (матриць) або набором їх збурень.

СНЧ є добре обумовленими у відповідності з співвідношенням

2 max (F) (F F) F j j

j

s -s + D £ D , де (F) j s , (F F) j s + D – СНЧ матриць F , F + DF відпові-

дно, 2 DF – спектральна норма DF . Цього не можна сказати про СНВ, для яких:

0.5 sin 2 ( , ) 2 F svdgap i F i × q £ D , де svdgap(i, F) min (F) (F) j i

i j

= s -s

¹

– відокремленість СНЧ

(F) j s , i

q – кут між відповідними вхідним та збуреним ортонормованими СНВ i u й ui

матриць F , F + DF , обумовленість яких визначається відокремленістю відповідних

СНЧ. Таким чином, для забезпечення принципової можливості отримання формаль-

ної оцінки сили збурної дії DF як набір параметрів, що характеризують ЦЗ, з ураху-

ванням мети роботи доцільно використовувати СНЧ матриці ЦЗ або її підматриць,

виділених з урахуванням специфіки задачі, що розглядається. У даній роботі для

6

формального опису стану ЦЗ, яке може зберігатися у різних форматах, враховуючи

особливості організації процесу стиску, часто вживаного при збереженні, викорис-

товуються набори СНЧ блоків матриці F ,отриманих у результаті її стандартного

розбиття.

При створенні фотомонтажу використовувані ЦЗ часто мають різні формати

збереження, що відрізняються як наявністю/відсутністю втрат, так і ступенем стиску

у форматах із втратами (ФЗВ). Для виявлення фотомонтажу у цих випадках у роботі

визначаються та використовуються при розробці відповідних методів характерні

особливості СНЧ матриць ЦЗ, що відрізняють ФЗВ від форматів без втрат (ФБВ), а

також різні ступені стиску ЦЗ.