АННОТАЦИЯ: Выполнены эксперименты по встраиванию и восстановлению цифровых голограмм Фурье конфиденциальной информации в обычные бумажные носители с помощью стандартной оргтехники. В большенстве публикациях в области стегенографии скрываемые данных получили название скрытых водяных знаков (СВЗ). В качестве контейнеров СВЗ использовались художественные репродукции шедевров художественной школы. Бумажными носителями служили листы формата A4 бумаги "KYM LUX CLASSIC". Устройство для печати - настольный лазерный принтер фирмы HP LaserJet 1022n, фоторегистратор - планшетный сканер Mustek Be@rPaw 2448 с оптическим разрешением 1200 x 2400 dpi . Встраивание осуществлялось в цветные и полутоновые картинки-контейнеры.
Методика и теоритические аспекты изложены в работах "Голографический подход к встраиванию скрытых водяных знаков в фотографии"[1-5]. В настоящей работе представлены результаты экспериментов с бумажными носителями в системе передачи изображений "print-scan"[6]. Основной вывод голографического подхода: встраивание водяного знака в спектре изображения, эквивалентно встраиванию голограммы водяного знака в изображение.
Парадигма "print-scan" подразумевает тракт передачи данных, включающий печать изображения-контейнера на бумажном носителе (пластике), сканирование печатного изображения, цифровое преобразование и восстановление искомой картинки. Контейнерами послужили художественные репродукции с разрешение 300 dpi. В качестве скрытых водяных знаков использовался знак © и тестовый штрих-код, которые были оформлены в виде бинарных картинок размером 32x32 и 96x96 пикселов, соответственно.
Рис. 1. Исходная цветная репродукция - контейнер.
Рис. 2. Пример скрываемых данных (штрих-код, увеличение в 3 раза).
На рис.3 показано изображение контейнера после печати и сканирования со встроенной голограммой "штрих-кода".
Последовательность процедур печати и регистрации представляют собой воздействие тракта передачи на контейнер со встроенной голограммой СВЗ. Тракт передачи состоит из бумажного носителя и фоторегистратора. Оба элемента могут быть описаны частотно-контрастной характеристикой (ЧКХ, или ФПМ) и мощностью шума.
Рис. 4. Увеличенный (масштаб 200%) фрагмент изображения (рис.3) контейнера с СВЗ после печати и сканирования.
Рис. 5. Восстановленная голограмма "штрих-кода" в окне консоли программного приложения "Holographic Watermarking" (Borland C++).
Рис. 6, a) Вариации восстановления голограммы СВЗ при произвольном выборе окна обработки в изображении-контейнере на рис.3.
b) Вариант с аддитивным накоплением случайных выборок. Накопление выборок обеспечивает повышение отношения сигнал/шум.
Рис. 7. Схематичное представление процесса встраивания голограммы скрываемых данных в изображение-контейнер.
Наибольшие искажения СВЗ связаны с произвольным изменением масштаба и угла поворота при фоторегистрации. В этом смысле планшетный сканер - идеальный вариант. Вместе с тем, при планшетном сканировании возможно смещение гистограммы полутонов в темную или светлую сторону. Последнее приводит к потере части голограммы и как следствие к ухудшению качества восстановления СВЗ.
ПРОДОЛЖЕНИЕ
Встраивание скрытых идентификационных данных в печатную продукцию: