Спектральный анализ звуковых файлов, содержащих контейнеры со стегосообщением, с помощью вейвлет-преобразования

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 16:25, 9 мая 2018.
Open book.svg Авторство
И. Дементьев
Согласовано: 2011

Описание задачи

Решаемая задача

Разработать программу спектрального анализа звуковых файлов,содержащих контейнеры со стегосообщением с помощью вейвлет-преобразования.

Выполнение поставленной задачи

Сначала производится чтение звукового WAV файла и введение в него данных методом LSB(замена последнего бита на бит данных). После записи "контейнера" со стегосообщением он повторно читается и идет восстановление стего по известному ключу. Оба контейнера так же подвергаются вейвлет проеобразованию Добеши встроенной функцией wave(реализует Добеши 4) и вычисляются вейвлет спектр Добеши, представляемые в виде семейств коэффициентов.

В произвольно выбранном контейнере в виде сэмпла звукового файла управляемогообъема записать произвольно выбранное стего методом LSB

Чтение WAV файла и стего сообщения

Audio := READWAV("audio.wav") AudioInfo := GETWAVINFO("audio.wav") Data := READBIN("dataIn.txt", "byte") N := rows(Audio) M := rows(Data) n := 1 .. N di := 0

Спектр контейнера:

Контейнер

Внесение стего сообщения побитово в WAV файл

OiRS Dementyev spektr lsb LSB in.png
















WRITEWAV("audio1.wav", AudioInfo1, AudioInfo2) := LSB_in

WAV файл со стегосообщением

OiRS Dementyev spektr lsb wavstego.png

Восстановить стего по известному ключу

Повторное чтение файла со стего Audio3 := READWAV("audio1.wav") AudioInfo := GETWAVINFO("audio1.wav") M := 53000 N := rows(Audio3) m := 0..M Data1m := 0 i := 0 j := 0 di := 0 bit := 0

Изъятие стего из контейнера

OiRS Dementyev spektr lsb LSB out.png














Запись изъятого стего в текстовый файл WRITEBIN("out.txt", "byte", 0) := LSB_out

Определить вейвлет-спектры «пустого» контейнера и контейнера со стегосообщением

Вейвлет преобразование WAV файла со стего (первого канала звукового файла) y := rows(Audio3)

OiRS Dementyev spektr lsb wavelet N.png




j := 0 .. N-1 Audio4j := Audio3j,0 W := wave(Audio4)

Визуализация вейвлет преобразования WAV файла со стего(первого канала звукового файла)

OiRS Dementyev spektr lsb wavelet wavstego.png

Вычисление семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши WAV файла со стего(первого канала звукового файла)

OiRS Dementyev spektr lsb wavelet coeffs.png


n1 := 12 j := 0 .. N-1 k := 0 .. n1

OiRS Dementyev spektr lsb wavelet cjk.png



Визуализация семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши WAV файла со стего(первого канала звукового файла).
СJ,X - здесь X - номер семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши (меняя это значение можно проследить за всеми семействами коэффициентов)

OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh cjx.png

Вейвлет преобразование WAV файла БЕЗ стего (первого канала звукового файла) Audio := READWAV("audio.wav") N := 2^15 j := 0 .. N-1 Audio5j := Audioj,0 W2 := wave(Audio5)

Визуализация вейвлет преобразование WAV файла БЕЗ стего(первого канала звукового файла)

OiRS Dementyev spektr lsb wave wav.png

Вычисление семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши WAV файла БЕЗ стего(первого канала звукового файла)

OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh wav coeffs.png


OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh wav j.png

OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh wav cjk.png



Визуализация семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши WAV файла БЕЗ стего(первого канала звукового файла).
СJ,X - здесь X - номер семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши (меняя это значение можно проследить за всеми семействами коэффициентов)

OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh cjx.png

Визуализация разницы двух вейвлет преобразований WAV файла со стего и БЕЗ(первого канала звукового файла)

W3j := W2j - Wj

OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh wav diff.png

Вычисление семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши

OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh wav diff coeffs.png


OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh wav j.png

OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh wav cjk.png



Визуализация семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши.
СJ,X - здесь X - номер семейств коэффициентов вейвлет-спектра Добеши (меняя это значение можно проследить за всеми семействами коэффициентов)

OiRS Dementyev spektr lsb wave dobesh coeffs.png

Вейвлет анализ позволяет заметить разницу между пустым контейнером в виде звукового файла и тем же контейнером, но уже со стегосообщением.

Аудио файлы

audio.wav – контейнер

audio1.wav - файл с занесенным стегосообщением

Стегосообщения