الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
دپارتمان علوم کامپیوتر، دانشگاه شربروک، کوبک، کانادا
IEEE
مرجع به انگلیسی
Department of Computer Science; University of Sherbrooke, Quebec, Canada; IEEE
کشور
کانادا
افزایش تراکم تصاویر JPEG با استفاده از نهان نگاری
چکیده
در این مقاله بر روی مشکل ارتقای فرآیند متراکم سازی تصویر با استفاده از استگانوگرافی یا نهان نگاری تمرکز می نمائیم. حتی در صورتی که هدف نهان نگاری دیجیتال و متراکم سازی داده ها از نقطه نظر تعریف ضد و نقیض باشند، این تکنیک ها را می توان به صورت توأم با هم جهت متراکم سازی و مخفی سازی اطلاعات در داخل مجموعه یکسانی از تصاویر دیجیتال مورد استفاده قرار داد. بر این مبنا، یک طرح نوین متراکم سازی تصویر با استفاده از نهان نگاری جهت کاهش اندازه فایل مورد بررسی قرار می گیرد. این بدان معنا می باشد که متراکم سازی داده ها تحت این دیدگاه دو بار انجام می گردد. در ابتدا، تصاویر JPEG استاندارد متعارف با قابلیت کاهش داده های حشو / افزونه از ویژگی متراکم سازی استفاده نموده و متعاقباً با استفاده از نهان نگاری اقدام به جاسازی برخی از بلوک های بیتی در داخل بلوک های متعاقب همان تصویر خواهد شد. بیت های جاسازی شده سبب افزایش اندازه فایل تصویر متراکم شده نخواهند شد، اما در عین حال، به هنگام انجام این فرآیند و مخفی سازی در داخل تصویر، اندازه تصویر را می توان متعاقباً کاهش داد. نتایج تجربی نشان دهنده آن می باشند که این تکنیک از پتانسیل گسترده ای در کدگذاری تصویر برخوردار می باشد.
افزایش تراکم تصاویر JPEG با نهان نگاری
۱- مقدمه
نهان نگاری دیجیتال به عنوان هنر مخفی سازی داده های باینری در داخل یک رسانه تصویری، همانند اطلاعات تصویری، صوتی یا ویدئویی، به حساب می آید. با شروع اینترنت و نیاز جهت سیستم های مدیریت مناسب دیجیتال، فن نهان نگاری توجه زیادی را به خود معطوف داشته و محدوده گسترده ای از برنامه های کاربردی مخصوصا به هنگام استفاده از آن در تعامل با فن رمزنگاری، به کار گرفته شده است. به هنگام ترکیب این تکنیک ها، اطلاعات مخفی از نوعی پوشش مضاعف برخوردار می گردند. در ابتدا فرآیند مخفی سازی انجام شده و متعاقباً اطلاعات در داخل رسانه مورد نظر جاسازی خواهد شد. تعدادی از برنامه های کاربردی متعارف و غیرمتعارف مرتبط با فناوری نهان نگاری وجود دارند. مثالی از کاربردهای معمولی و متعارف آن شامل نقشاب / واترمارکینگ داده ها می باشد که به عنوان رویه تکرار یک لوگو یا متن و جای دادن در فایل بشمار می آید، بگونه ای که اصل مستند هدف را بتوان بخوبی مورد تصدیق و شناسایی قرار داد.
یکی از کاربردهای غیرمعمول نهان نگاری فرآیند متراکم سازی تصویر می باشد که نکته تمرکز این مقاله است. در حقیقت، اهداف نهان نگاری دیجیتال و متراکم سازی داده ها از نقطه نظر تعریفی به صورت ضد و نقیض یا آنتاگونیست می باشند. به هنگامی که فرآیند نهان نگاری اقدام به اضافه نمودن اطلاعات بیشتر در داخل رسانه هدف، با توجه به اهداف خاص می نماید، فرآیند متراکم سازی سعی در حذف داده های حشو یا افزونه نموده تا از این طریق اندازه فایل اصلی کاهش یابد. تا اینجا، یک الگوریتم متراکم سازی جدید تصویر بر مبنای JPEG تحت عنوان Stego-JPEG مورد بررسی قرار گرفته است. جهت کاهش اندازه فایل اطلاعاتی، این طرح متراکم سازی به وسیله الگوریتم نهان نگاری به کار گرفته خواهد شد. …
این مقاله به شرح ذیل سازمان دهی شده است. در بخش ۲، ما برخی از ویژگی های اساسی مرتبط با JPEG و مخفی سازی اطلاعات در JPEG را مورد بررسی قرار می دهیم. در بخش ۳، طرح متراکم سازی پیشنهادی تشریح می شود. متعاقباً ما نتایج خود را بر مبنای مجموعه ای از شبیه سازی ها در بخش ۴ ارائه می نماییم. در نهایت، ویژگی های مرتبط را خلاصه نموده و دستورالعملها و مطالعات آتی را در بخش ۵ عرضه خواهیم نمود.
افزایش تراکم تصاویر JPEG با نهان نگاری
۲- سابقه مخفی سازی اطلاعات در JPEG
در این بخش، اطلاعات ضروری این مقاله دنبال می شود. علی الخصوص، بخش ۲ـ الف به طور مختصر تشریح کننده طرح تراکم JPEG پراتلاف می باشد، در حالی که بخش ۲ـ ب معرف اطلاعات و سوابق مربوطه به مخفی سازی اطلاعات در JPEG است.
الف. تراکم JPEG
به یاد آورید که فرآیند JPEG پراتلاف عمدتاً متشکل از مراحل ذیل می باشد. تصویر هدف به بلوک های کوچکتر با اندازه پیکسل ۸×۸ تقسیم می گردد. متعاقباً، هر بلوک در معرض عملیات ذیل خواهد بود: تبدیل کسینوس گسسته (DCT)، کوآنتش، اسکن زیگزاگی، کدسازی در زمان اجرا، و کدگذاری هافمن [۳]. تبدیل کسینوس گسسته (DCT) اقدام به نگاشت بلوک های ۸×۸ در مجموعه ای از ضرایب تبدیل می نماید. DCT دو بعدی به شرح ذیل تعریف می گردد: . بنابر این در صورتی که i = j = 0 باشد و در غیر این صورت برابر با ۱٫ در طی فرآیند کوآنتش، امر متراکم سازی از طریق کاهش تعداد بیت های استفاده شده جهت تشریح هر ضریب اعمال می گردد. هر ضریب F (i, j ) به گونه ای کوآنتش می شود که حاصل گردد، آن هم در جایی که PQF (i, j ) به عنوان جدول کوآنتش تعریف شده به صورت تجربی در نظر خواهد بود [۳]. ضرایب کوانتیده متعاقباً به گونه ای گرد می شوند که حاصل شود. این ضرایب را می توان در یک ترتیب زیگزاگی از ضرایب فراوانی پایین تا ضرایب فراوانی بالا کدگذاری نمود. ضرایب AC به وسیله کدگذاری مدت اجرا و کدگذاری هافمن مشخص می گردند. ضریب DC غالباً دارای مقدار بزرگتری در مقایسه با ضرایب AC می باشد و ارتباط بسیار نزدیکی بین ضرایب DC و بلوک های مجاور برقرار است. بنابراین، JPEG اقدام به کدکردن تفاوت بین ضرایب DC بلوک های متوالی با استفاده از فرآیند کدگذاری مدولاسیون کد پالس تفاضلی (DPCM) می نماید.
ب. مخفی سازی اطلاعات در JPEG
یک روش طبیعی برای جاسازی یک پیام (که همچنین تحت عنوان بار مفید نیز خوانده می شود) در یک میزبان رسانه بدون ایجاد هر گونه اعوجاج مفهومی، اصلاح کم اهمیت ترین بیت نمونه های آن رسانه می باشد. این تکنیک تحت عنوان جاسازی کم اهمیت ترین بیت یا LSB خوانده می شود. در JPEG، داده های مخفی در LSB ضرایب DCT کوانتیده گرد شده جاسازی می گردد که مقادیر آنها شامل موارد ذیل نمی باشد: ـ ۱، ۰ یا ۱٫ قیدهای مربوط به مقدار ضرایب اجازه اجتناب از ابهام محتمل در فرآیند استخراج داده های مخفی را خواهد داد [۴]. به طور مثال، در صورتی که داده های مخفی ۰ باشد و ضریب DCT کوانتیده برابر با ۱ باشد، بنابراین ضریب DCT کوانتیده پس از جاسازی به ۰ تغییر می یابد. در عین حال، ضرایب دیگر با مقدار اصلی ۰ دارای هیچگونه داده مخفی جاسازی شده در آنها نمی باشند. بنابراین، ضرایب بسیاری برای جاسازی به کار گرفته نمی شوند. به طور مثال همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده است، تنها دو بیت جاسازی می شوند.
افزایش تراکم تصاویر JPEG با نهان نگاری
۳- روش پیشنهادی
به یاد آورید که الگوریتم های متراکم سازی مبتنی بر نهان نگاری می بایست ویژگی هایی نظیر عدم قابلیت رؤیت، بار مفید، توانمندی و ضروریات مرتبط با اندازه فایل را داشته باشند. اطلاعات جاسازی شده در صورتی به صورت مخفی خواهند بود که یک فرد با قوه بینائی معمولی قابلیت تشخیص رسانه ای را نداشته باشد که حاوی اطلاعات مخفی، در مقایسه با رسانه های بدون اطلاعات مخفی، است. این بار مفید به تعداد بیت های مخفی اشاره دارد و در عین حال ارضاکننده ضروریت عدم رؤیت می باشد. اطلاعات جاسازی شده در صورتی توانمند می باشد که قابلیت تشخیص آن پس از اصلاح غیرعمدی نظیر متراکم سازی پراتلاف وجود داشته باشد. در نهایت، ضروریت آخر که لازم است توجه ویژه ای به آن داشته باشیم اندازه فایل است. این ضروریت در کاربردهای نهان نگاری متعارف معنی دار نمی باشد، که خود در تعارض با کاربردهای غیرعادی نظیر متراکم سازی است. در مباحث ذیل ما روشی را با استفاده از نهان نگاری به عنوان ابزاری جهت ارتقای فرآیند متراکم سازی اطلاعات پیشنهاد می نماییم. دو فرآیند مرتبط عبارتند از: جاسازی و استخراج.
الف. فرآیند جاسازی اطلاعات
پس از تقسیم تصویر هدف به مجموعه ای از بلوک های با پیکسل های ۸×۸، برخی از آنها در بلوک های همان تصویر جاسازی می شوند. چنین موردی سبب کاهش اندازه فایل اصلی با استفاده از نهان نگاری خواهند شد. جهت تسهیل آنکه کاربران قابلیت درک این مسئله را داشته باشند، ما به بلوک هدف به عنوان بلوکی جهت مخفی سازی اطلاعات نگاه می نماییم و بلوک های متعاقب را به عنوان بلوک های گیرنده در نظر می گیریم چرا که آنها اقدام به دریافت بیت ها از بلوک هدف می نمایند.
ب. فرآیند استخراج
روش استخراج بلوک های جاسازی شده از یک تصویر متراکم همانند روش به کار گرفته شده برای فرآیند جاسازی داده ها می باشد. در ابتدا فرآیند کدگذاری JPEG برای غیرمتراکم سازی اعمال می شود. متعاقباً بلوک های جاسازی شده به وسیله کنترل ضرایب زوج و فرد Ci(i, j) از ضرایب n بلوک های ترتیبی استخراج می شوند. ذکر این نکته ضروری است که سیستم کدکننده کلیه ضرایبی که به یک مقدار با بزرگی T یا کوچکتر کوآنتش شده است را نادیده می گیرد. در نهایت، DCT معکوس جهت بلوک های استخراج شده و بلوک های اصلی به کار گرفته می شود. دیاگرام بلوکی فرآیند نافشرده سازی در شکل ۴ نشان داده شده است.
افزایش تراکم تصاویر JPEG با نهان نگاری
۴- نتایج تجربی
عملکرد الگوریتم متراکم سازی را می توان به وسیله نسبت تراکم و کیفیت آن مورد سنجش قرار داد.
افزایش تراکم تصاویر JPEG با نهان نگاری
۵- نتیجه گیری
در این مقاله ما نشان دادیم که چگونه نهان نگاری را می توان به صورت مؤثری جهت افزایش نسبت تراکم فایل JPEG انجام داد. حتی در صورتی که هدف نهان نگاری و فرآیند متراکم سازی داده ها به صورت ضد و نقیض باشند، ما نشان دادیم که چگونه این تکنیک ها را می توان به صورت توأم با هم جهت متراکم سازی و مخفی سازی اطلاعات در داخل یک تصویر به کار گرفت. بنابراین، یک طرح متراکم سازی جدید بر مبنای JPEG و فرآیند نهان نگاری اعمال شده است. ایده کلیدی تحقیقات ما متراکم سازی بلوک هدف k یک تصویر با استفاده از JPEG پراتلاف و متعاقباً مخفی سازی بیت های حاصله در بلوک های بعدی تصویر متراکم شده می باشد. این بدان معنا می باشد که تراکم داده ها برای دوبار برحسب این نگرش اعمال می شود. در ابتدا JPEG استاندارد انجام می گردد که قابلیت کاهش داده های حشو یا افزونه را خواهد داشت و متعاقباً به وسیله پروسه نهان نگاری قابلیت جاسازی برخی از بیت های بلوک مشخص شده در داخل بلوک های متعاقب همان تصویر حاصل خواهد شد. بیت های جاسازی شده سبب افزایش اندازه فایل تصویر متراکم نخواهند شد، بلکه به هنگام انجام عملیات مخفی سازی اطلاعات در داخل تصویر، اندازه فایل حتی کاهش نیز خواهد یافت. نتایج تجربی نشان دهنده آن هستند که روش ما ارائه دهنده نرخ متراکم سازی بهتر و در عین حال کیفیت بالاتری می باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
