نهان‌نگاری صوتی شفاف و مقاوم با استفاده از هم افزایی تجزیه LU و دنباله فیبونانچی در بستر تبدیلات (GBT-DCT-DWT )

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی کامپیوتر، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

2 دانشکده مهندسی کامپیوتر، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

3 دانشکده مهندسی کامپیوتر، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

4 دانشکده مهندسی کامپیوتر، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

doi
چکیده

فنّاوری نهان­نگاری دیجیتال به‌عنوان یکی از بهترین راه­حل­ها جهت حل مسئله کپی غیرمجاز، شناسایی محتوا و احراز هویت رسانه­های دیجیتال ارائه‌شده است. نهان­نگاری دیجیتال می­تواند در حوزه تصویر، متن، صوت ویدئو به‌کار گرفته شود. نهان­نگاری صوت، توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است چرا که سامانه شنوایی انسان­­ بسیار حساس­تر از سامانه بینایی­ می‌باشد. بنابراین، درج داده­ها در سیگنال‌های صوتی به شیوه­ای شفاف، بسیار سخت­تر از سایر گونه­های نهان­نگاری است. سامانه نهان­نگاری صوت کارآمد می­بایست قادر باشد سه معیار شفافیت، مقاوم­پذیری و ظرفیت جادهی را بهبود بخشد. بهبود هم‌زمان این سه معیار به‌عنوان مساله­ای چالش برانگیز در حوزه نهان‌نگاری است چرا که افزایش ظرفیت جادهی باعث افزایش اعوجاج­ سیگنال شده و این امر موجب کاهش شفافیت و مقاوم‌پذیری می­گردد. در این مقاله رویکردی جدید به‌منظور نهان­نگاری صوت پیشنهاد می­گردد که قادر است سه معیار مقاوم­پذیری، شفافیت و ظرفیت را به نحو مناسبی بهبود بخشد. به‌منظور بهبود مقاوم‌پذیری سیگنال نهان نگاره شده در برابر حملات پردازش سیگنال از هم‌افزایی سه تبدیل کارآمد در حوزه پردازش سیگنال به نام­های تبدیل گراف محور (GBT)، تبدیل کسینوسی گسسته و تبدیل موجک گسسته (DWT) استفاده شده است. علاوه بر این، به‌منظور حفظ شفافیت سیگنال نهان­نگاری شده، داده­های نهان نگاره در ماتریس بالا مثلثی حاصل از تجزیه LU ضرایب تقریب تبدیل موجک گسسته، بر اساس دنباله فیبونانچی درج می­شوند. رویه کار بدین صورت است که بر اساس مقدار بیت نهان­نگاره، مقادیر غیر‌صفر ماتریس بالا مثلثی با نزدیک‌ترین اعداد زوج و یا فرد در دنباله فیبوناچی جایگزین می­شوند. عملیات استخراج نهان­نگاره به‌صورت کاملاً کور انجام می­شود. نتایج حاصل از ارزیابی­ روش پیشنهادی بر روی فایل­های صوتی با سبک­های Blue، Electronic، Classic و Jazz نشان می‌دهند که روش ارائه‌شده علیرغم مقاوم­پذیری مناسب در برابر حملات مختلف پردازش سیگنال، به‌طور متوسط دارای نرخ سیگنال به نویز 13/45 دسی­بل و نرخ جادهی 75/625 بیت بر ثانیه است.