Метод зберігання елементів службових складових криптокомпресійних кодограм відеозображень
Abstract
В статті проводиться обґрунтування вимог до якісних характеристик відеоінформаційного ресурсу у разі його використання для інформаційного забезпечення функціонування систем критичної інфраструктури. Тут одночасно висуваються вимоги щодо: своєчасності доставки та конфіденційності відеоінформації в умовах заданого рівня її цілісності та повноти. Показується те, що частково такі вимоги зумовлені інтелектуалізацією окремих етапів процесу аналізу та прийняття рішень в системах критичної інфраструктури. Надається системне обґрунтування наявності проблемних питань, до яких відноситься: дисбаланс між рівнями продуктивності інфокомунікаційних систем та бітової інтенсивності відеоінформаційних потоків. Для зменшення такого дисбалансу використовуються технології компресійного кодування. Вони дозволяють зменшити бітовий об’єм відеоданих. Однак самі по собі не забезпечують потрібного рівня конфіденційності інформації. Звідси доводиться актуальність науково-прикладної проблеми відносно необхідності забезпечення потрібного рівня оперативності доставки конфіденційної інформації з використанням бездротових інфокомунікаційних технологій в системах критичної інфраструктури. В статті показано, що напрямком вирішення існуючої проблеми є створення та застосування технологій кодування, які дозволяють забезпечити конфіденційність відеоінформації в процесі скорочення надмірності. При цьому одними з представників даного класу методів є такі, що будуються на основі технологій криптокомпресійного кодування. Для таких технологій формується система службових відомостей. З одного боку це створює умови для забезпечення конфіденційності відеоінформації в процесі зменшення її бітового об’єму. З іншого боку виникає деструктивний вплив на стримування росту коефіцієнту стиснення. Звідси мета статті полягає у розробці методу зберігання елементів службових складових криптокомпресійних кодограм. Запропоновано три способи зберігання елементів службових складових криптокомпресійних кодограм зображень. Перший полягає у зберіганні службових даних у вигляді мінімальних та максимальних значень. Другий спосіб передбачає зниження динамічного діапазону максимальних значень. Третій спосіб передбачає зберігання проміжних елементів або елементів службових складових у вигляді напівсуми та напіврізниці. Для реалізації третього способу зберігання елементів службових даних розроблено метод, який організує примусове зниження якості вихідних зображень. Зниження якості організується за рахунок внесення помилки у вихідні зображення для формування парних і непарних значень елементів службових даних в межах усієї площини зображення, окремих її блоків або для кожного рядка блоку окремо. Пікове співвідношення сигналу до шуму (PSNR) реконструйованих зображень не нижче 56,5 dB, а значення коефіцієнта кореляції становить 0,99997. Позитивним ефектом від реалізації розробленого методу є підвищення конфіденційності кодограм за рахунок порушення взаємозв'язку між елементами службових даних, підвищення коефіцієнту компресії до 2–3% та зниження обсягу службових складових кодограм на 6,25%.
Keywords
