ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ВСТРАИВАНИЮ СКРЫТЫХ ВОДЯНЫХ ЗНАКОВ В ФОТОГРАФИИ

Противодействие методам подделки и фальсификации бумажных, а в последнее время и пластиковых документов является традиционной и актуальной задачей защиты носителей информации. Одним из ключевых элементов многих документов является фотография. Среди таких документов можно назвать паспорт, водительское удостоверение, медицинский полис, банковские кредитные и идентификационные карты. Экономический и правовой ущерб, который наносит подделка официальных документов, огромен и нарастает лавинообразно.

В настоящее время интенсивно разрабатываются новые методы и средства защиты, основанные на последних достижениях физики, химии, микроэлектроники. Однако, несмотря на высокий уровень разработок, концептуальный подход имеет серьезный недостаток, который характеризуется отсутствием условной зависимости между событием подмены объекта идентификации (фотографии владельца документа) и наличием средства защиты (например, защитной оптической голограммой).

Предлагаемая нами технология обеспечивает объединение объекта идентификации и средства защиты (скрытого водяного знака (ВЗ)) в единое целое. В фотографию владельца документа встраиваются скрытые ВЗ, т.е. информация, позволяющая идентифицировать образ владельца на этапе проверки документа. Событие подмены объекта идентификации становится условно зависимым относительно средства защиты. Таким образом, реакцией на подмену фотографии будет заключение о подделке документа. При этом, сам факт внедрения информации является скрытым.

В докладе изложен голографический подход к встраиванию скрытых цифровых ВЗ в фотографии. Дана физическая интерпретация процессов встраивания и визуализации скрытых ВЗ. Установлено, что вне зависимости от того, в какой области, пространственной или частотной, выполняется встраивание ВЗ, в основе этих методов лежит интерференция между волновым полем, рассеянным ВЗ и пространственной несущей. Процесс восстановления объекта сопровождается появлением действительного и мнимого изображения. Также установлено, что спектральные сигналы ВЗ должны удовлетворять условию узкополосности, т.е. быть гильбертовыми сигналами. В этом случае, вещественная и мнимая компоненты комплексной голограммы ВЗ связаны между собой преобразованием Гильберта. Для встраивания ВЗ достаточно рассчитать либо только вещественную, либо только мнимую компоненту голограммы. Соответственно, для восстановления ВЗ из голограммы достаточно получить или только вещественную, или только мнимую часть преобразования Фурье комплексной голограммы.

Положительный опыт удачного применения фотографических носителей для записи оптических голограмм доказывает целесообразность и перспективность практического использования скрытых ВЗ для защиты фотографий. Голографический подход обеспечивает эффективное параметрическое управление процессами создания, встраивания и извлечения ВЗ.

Статья опубликована в Оптическом журнале: "Голографический подход к встраиванию скрытых водяных знаков в фотографии" - Оптический журнал, том.72, №6, 2005 (PDF, 2 Mb).