Множественное встраивание водяных знаков в пространственно-частотную область изображений на основе генетического алгоритма

Компьютерная оптика. 2025. Т. 49. № 2. С. 273–281.

Мельман А. С., Евсютин О. О., Сенюкова О. Е.

Повсеместное использование цифрового контента повышает актуальность защиты прав авторов и обладателей такого контента, в частности, цифровых изображений. Технология цифровых водяных знаков (ЦВЗ) позволяет эффективно решать многие задачи, связанные с доказательством авторства на изображения, подтверждением их подлинности и отслеживанием незаконного копирования. Эффективный алгоритм встраивания ЦВЗ требует достижения высоких показателей незаметности и робастности, что является сложной задачей, так как улучшение одного из этих показателей обычно приводит к ухудшению другого. В этом исследовании для решения данной задачи предложен новый алгоритм невидимого встраивания ЦВЗ в гибридную пространственно-частотную область изображений, основанный на множественном встраивании и метаэвристической оптимизации. Встраивание битов ЦВЗ выполняется путём изменения блока пикселей изображения в соответствии с некоторой матрицей изменений, которая выбирается адаптивно для каждого блока с помощью генетического алгоритма. На этапе извлечения значение каждого бита ЦВЗ определяется с помощью всех встроенных копий, причём ни оригинальное изображение, ни оригинальный ЦВЗ не требуются для извлечения данных. Результаты экспериментов показывают, что предложенный алгоритм отличается высокой незаметностью и устойчивостью к ряду атак обработки изображений.

Ключевые слова: защита информации, генетический алгоритм, обработка изображений, information security, genetic algorithm, digital watermarking, image processing, цифровые водяные знаки, multiple embedding, множественное встраивание

ПУБЛИКАЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОЕКТА: Устойчивые методы аутентификации цифровых данных в информационных системах (2023)