تحقیق مطالب پایه ای در خصوص کد گذاری پیام در سامانه‌های واترمارکینگ

توضیحات

 عنوان تحقیق: مطالب پایه ای در خصوص کد گذاری پیام در سامانه‌های واترمارکینگ

• مقدمه 
• نگاشت پیام‌ها به بردار پیام‌ها 
• کدگذاری پیام مستقیم 
• کدگذاری پیام چند نمادی 
• کدهای تصحیح خطا 
• مساله پیام‌های چند نمادی ساده 
• ایده کدهای تصحیح خطا 
• مثال: کدهای trellis و رمزگشایی Viterbi 
• شناسایی واترمارکینگ‌های چند نمادی 
• تشخیص با در نظر گرفتن پیام‌های معتبر 
• تشخیص با شناسایی نمادهای مجزا 
• تشخیص با مقایسه بردارهای کوانتیزه شده 
• مرجع
• مقدمه

     در این فصل روی روش‌هایی تمرکز می‌کنیم که منجر به گسترش ساده سیستم‌‌های واترمارکینگ می‌شود که پیش از این توصیف شد. همچنین آن‌ها غالباً برنامه‌هایی از روش‌ها هستند که در ارتباطات سنتی از آن‌ها استفاده می‌شود.

• نگاشت پیام‌ها به بردار پیام‌ها

     مساله چند پیامی واترمارکینگ را می‌توان به مساله نگاشت پیام‌ها به بردارهای واترمارک تبدیل کرد. در سیستم‌های ارتباطی سنتی چنین نگاشت مشابهی میان پیام‌ها و سیگنال‌های ارسال شده، اغلب در دو سطح انجام می‌شود: سطح اول: کدهای منبع، پیام‌ها را به رشته‌ای از نمادها نگاشت می‌دهد. سطح دوم: مدولاسیون، مجموعه نمادها را به سیگنال‌های فیزیکی نگاشت می‌دهد. سیستم‌های واترمارکینگ را نیز می‌توان به همین صورت در نظر گرفت. به گونه ای که مدولاسیون نقش نگاشت میان مجموعه‌ای از نمادها به بردارهای واترمارک را خواهد داشت.

     ما این بحث را با ساده‌ترین روش آغاز خواهیم کرد که یک بردار منحصر به فرد و از پیش تعریف شده به هر پیام نسبت می‌دهد. این روش را می‌توان به عنوان نمایش متوسطی از پیام‌ها توسط نمادها یا اختصاص یک تک نماد به هر پیام در نظر گرفت. در این بحث، ما دیدگاه اول را در نظر می‌گیریم و بدین ترتیب از آن به عنوان «رویکرد کد گذاری مستقیم[1]» نام برده می‌شود. در بحث کدگذاری مستقیم پیام، ما مفهوم جداسازی کد را بیان می‌کنیم و ویژگی‌های مثبت کدهای سیستم‌های علامت‌گذاری مبتنی بر هم‌بستگی را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

2-1- کدگذاری مستقیم پیام

     ساده‌ترین روش برای کدگذاری پیام، اختصاص یک علامت پیام منحصر به فرد و از پیش تعیین شده برای شناسایی هر پیام است. بدین صورت برای هر پیام، یک علامت در نظر گرفته می‌شود و تعبیه‌کننده به راحتی این علامت را داخل پیام قرار می‌دهد. به این روش کدگذاری مستقیم پیام گفته می‌شود.

     در آشکارساز[2]، مقادیر تشخیص هر یک از این علامت‌های منحصر به فرد محاسبه می‌شود. پیامی که علامت آن بیشترین مقدار تشخیص را داشته باشد، به احتمال زیاد پیام مورد نظر خواهد بود. اگر مقدار تشخیص از یک حد آستانه کمتر باشد، آشکارساز گزارش می‌دهد که هیچ واترمارک یا علامتی یافت نشد و اگر مقدار تشخیص از حد آستانه بیشتر باشد، آشکارساز اندیس پیام تشخیص داده شده را به عنوان خروجی باز می‌گرداند. به این روش  maximum likelihood detection گفته می‌شود.

     سوالی که در این بخش مطرح می‌شود، این است که چگونه باید علائم پیام را متناسب با پیام خود طراحی کنیم؟ بدیهی است که هر علامت پیامی که با توجه به نرخ مثبت کاذب[3] قابل پیش‌بینی، وفاداری، استحکام و پارامترهای دیگر، امتیاز و رفتار مناسبی داشته باشد، به عنوان علامت پیام انتخاب خواهد شد. با این حال، علاوه بر این مسائل، ما همچنین باید احتمال این که یک علامت پیام با علامت پیام دیگری اشتباه گرفت شود را نیز در نظر بگیریم.

     یک علامت پیام ممکن است قبل از آن که شناسایی شود، دچار خطا در داده‌های آن شده و خراب شود. این خرابی ممکن است حین اجرای الگوریتم جایگذاری (گرد کردن یا شکل‌دهی) یا پردازش‌های بعدی باشد.  اگر این خرابی، علامت پیام را بیش از حد تغییر دهد، واترمارک ممکن است اشتباهی به عنوان پیام دیگری رمزگشایی شود. به همین علت برای جلوگیری از خطاهای این چنینی، ما تمایل داریم علامت‌های پیامی را که جدایی کد خوبی دارند را انتخاب کنیم. منظور از علامت‌های با جدایی کد خوب، علامت‌هایی هستند که در فضای علامت گذاری شده نسبت به هم فاصله دارند. 

     اگر ما از همبستگی نرمال یا همبستگی خطی به عنوان معیار تشخیص استفاده کنیم، دست‌یابی به جدایی کد خوب، بدان معنی است که ما اطمینان حاصل کنیم که نشانه‌های پیام، همبستگی کمتری با یکدیگر دارند. در واقع بهترین حال زمانی است که هر نشانه‌ی پیامی دارای همبستگی منفی با دیگر نشانه‌ها باشد. زیرا این منفی بودن به اینم معنی است که جاسازی یک علامت پیام هم بستگی میان کار علامت‌گذاری شده و دیگر علامت‌های پیام را کاهش می‌دهد. و در نتیجه احتمال این که یک علامت پیام، با دیگری اشتباه گرفته شودف کمتر خواهد شد.

     برای سیستمی که تنها دو پیام دارد، بهترین حالت این است که یکی از علامت‌های پیام را نقطه مقابل و منفی علامت پیام دیگر تعریف کنیم. در این حالت، این دو علامت پیام دارای هم بستگی 1- خواهند بود و در نتیجه بیشینه جداسازی کد را خواهند داشت. در این صورت احتمال این که یکی با دیگری اشتباه گرفته شود، عملاً صفر خواهد بود. برای حداکثر جدایی در یک سیستم با سه پیام، زاویه بین علامت ها باید 120 درجه باشد، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. این شکل سه بردار علامت پیام را در سیستم دو بعدی نشان می‌دهد. یکی از بعدهای آن فضای علامت گذاری است و دیگری ناحیه شناسایی هم بستگی خطی میان علامت‌های پیام است. این فضا به ازای هر حد آستانه دلخواهی نشان داده شده است.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.