Лекция №5 встраивание данных в неподвижную область изображения Метод квантования
Метод квантования основан на использовании второго низкоуровневого свойства зрительной системы человека – слабая чувствительность к незначительному изменению контрастности.
Секретным ключом является матрица квантования, первая строка которой заполнена всеми возможными значениями перепадов яркости – от -255 до +255. То есть, если первый пиксель равен 0, а второй равен 255, то перепад равен -255. Вторая строка заполнена псевдослучайной последовательностью из нулей и единиц.
Встраивание осуществляется побитно: один бит информационного сообщения в одно значение перепадов яркости соседних пикселей.
,
в значение 
встраивается информация.
– значение яркостей первого и второго
пикселей.
– разница значений яркости между 
,
то есть значение перепада яркости; 
.
|
|
-255 |
-254 |
... |
-3 |
-2 |
-1 |
0 |
1 |
2 |
… |
255 |
KEY |
|
1 |
0 |
… |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
… |
1 |
Рисунок – Таблица квантования (секретный ключ)
Для
встраивания одного бита 
информационного сообщения вычисляется
одно значение
.
Например,
изменяем
,
.
Найденное
значение 
находится
в таблице квантования. Значение
встраиваемого бита сравнивается со
значением из второй строки таблицы
квантования (
).
Если
,
то значение
не модифицируется.
Если
,
то находим в таблице квантования (по
заранее заданному правилу, например,
«поиск вправо») такое значение
,
при котором соответствующее
совпадает с
.
Значения
яркостей 
изменяем таким образом, чтобы при
наименьших внесенных искажениях
результирующее значение перепада
яркости совпало с найденным значением
в таблице квантования.
В результате значение встроенного бита будет совпадать с псевдослучайным значением из второй строки таблицы квантования, при соответствующей разности яркости двух пикселей.
Искажения, вносимые при модификации разностей, будут минимизированы в случае случайного, равновероятного и независимого заполнения ячеек из второй строки таблицы квантования.
На приемной стороне извлечение встроенного сообщения производится посредством вычисления значений перепада яркости двух соседних пикселей.
Найденное значение сопоставляется с одним из столбцов таблицы квантования. Информационный бит считывается из второй строки найденного столбца. То есть уполномоченный пользователь вычисляет разницу, и какой бит туда встроен.
Порядок записи информационных бит в контейнер произвольный, но согласованный с участниками информационного обмена.
Достоинства метода квантования:
высокая пропускная способность, сопоставимая с LSB;
устойчив к детектированию посредством анализа статистики LSB.
Недостатки метода:
сообщение разрушается при обнулении или псевдослучайном заполнении LSB;
уязвим к большинству известных стеганоатак, в том числе к атакам сжатием.