Отзыв_Митекина_В.А._дисс_Колесникова (Оптические методы и устройства для скрытой маркировки регистрируемых изображений)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Колесникова Максима Вячеславовича «Оптические методы и устройства для скрытой маркировки регистрируемых изображений», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Актуальность темы диссертации Диссертационная работа Колесникова М.В. посвящена исследованию существующих и разработке новых методов скрытной маркировки регистрируемых изображений, в частности, маркировки последовательностей видеокадров. Задача маркировки изображений или видеопоследовательностей стала актуальна в последние десятилетия в связи с массовым распространением устройств цифровой фото- и видеорегистрации, а также с широко распространившейся практикой использования цифровых фото- и видеозаписей при проведении следственных действий, криминалистических экспертиз, судебных процессов.

В то же время, текущий уровень развития средств цифрового нелинейного монтажа позволяет производить высококачественный монтаж (фальсификацию) с минимальными материальными и временными затратами. Это приводит к необходимости совершенствования методов, позволяющих подтвердить подлинность цифровых видеозаписей. В рамках диссертации рассматривается подход к проверке подлинности (аутентификации), основанный на скрытой маркировку регистрируемых кадров видеозаписи. Наиболее широко распространенный подход, используемый при решении задачи скрытой маркировки, основан на постобработке цифрового сигнала, полученного от устройства фото- или видеорегистрации. Данная постобработка чаще всего производится встроенным программным обеспечением устройства регистрации, либо выполняется при последующем редактировании полученной цифровой записи специализированными программными средствами (например, Ас1оЬе РЬо1озЬор).

В диссертации предложен альтернативный подход («оптическая маркировка»), основанный на суммировании (на этапе непосредственно регистрации) основного оптического сигнала, содержащего изображение пространства предметов, с дополнительным маркирующим оптическим сигналом. Данный подход обладает рядом несомненных преимуществ по сравнению с программной маркировкой — в первую очередь, «оптический» подход не требует использования большого объема вычислительных ресурсов на этапе маркировки, что особенно актуально при постоянно растущих объемах данных, генерируемых устройствами регистрации.

Поэтому диссертация Колесникова М.В, посвященная разработке и исследованию именно оптических методов скрытой маркировки регистрируемых изображений, является актуальной. Оценка содержания диссертации Целью диссертации Колесникова М.В. заключается в разработке аппаратно реализуемых оптических методов и оптико-электронных устройств для внедрения скрытого АК в регистрируемые изображения. В первой главе проведен обзор существующих методов и алгоритмов скрытой (стеганографической) маркировки изображений и видеопоследовательностей, по аналогии с рассмотренными «программными» средствами маркировки автором сформулированы требования к системам, предназначенным для внедрения скрытой аутентификационной информации в процессе регистрации оптического изображения.

Во второй главе предложены методы стеганографического внедрения аутентификационной информации, представляющего собой бинарное изображение (БИ), Особенностью предложенных методов является то, что стеганограмма формируется в виде фурье-образа амплитудно-фазового транспаранта, в амплитуде или фазе которого кодируется БИ.

Показано, что предложенные методы могут быть реализованы с использованием компактных оптико-электронных устройств для серийно выпускаемых средств регистрации изображений и не требуют использования аппаратных вычислительных средств самого устройства регистрации. В третьей главе изложены алгоритмы извлечения аутентификационной информации, из маркированного изображения, а также приведены результаты исследований устойчивости встроенной аутентификационной информации к процедурам сжатия изображений и видеопотоков. В четвертой главе изложена методика и результаты проектирования оптико-электронных устройств маркировки изображений на системотехническом уровне, а также приведены результаты экспериментальных исследований, которые выполнялись для проверки основных теоретических положений диссертации.

Автореферат и публикации по ее теме диссертации достаточно полно отражают суть работы. Научная новизна работы Основные результаты, определяющие научную новизну работы, заключаются в следующем: — предложен метод «оптической» маркировки, названный спеклметодом маркировки, заключающийся в наложении на регистрируемое изображение спекл-структуры, формируемой в дальней зоне дифракции, который обеспечивает внедрение аутентификационной информации во всем пространственно-частотном диапазоне регистрируемого изображения; — разработан метод «оптической» маркировки, названный интерференционным методом маркировки, заключающийся в наложении на регистрируемое изображение интерференционной структуры, формируемой в результате интерференции опорной и объектной волн в дальней зоне дифракции; метод обеспечивает внедрение АК в требуемой области пространственных частот регистрируемого изображения; — проведены экспериментальные исследования устойчивости встроенной аутентификационной информации к процедурам сжатия изображений и видеопотоков; — предложены новые функциональные схемы оптико-электронных устройств для оптической маркировки регистрируемых изображений, принцип действия которых основаны на реализации спекл-метода маркировки и интерференционного метода маркировки с помощью фурье-преобразующего объектива.

Практическая значимость диссертационной работы Практическая значимость диссертации заключается в том, что разработанные оптические методы и оптико-электронные устройства позволяют получать видеозаписи, которые могут в перспективе служить доказательной базой в следственных и судебных органах. Практическая значимость работы также подтверждается внедрением (результаты диссертации использованы в ФГКУ «В/ч 34435», что подтверждается соответствующим актом).

Обоснованность и диссертационной работы При проведении теоретических исследований автор корректно использовал математический аппарат теории математической статистики, стеганографии и цифровой обработки сигналов а теоретические положения диссертации в полной мере подтверждены результатами экспериментальных исследований.

На основании этого обоснованность и достоверность положений представленной диссертационной работы не вызывает сомнений. Замечания по диссертационной работе ° Не совсем понятны результаты исследования устойчивости встроенной информации к применению ЗРЕЙ-сжатия (стр. 105, таблицы 1 и 2). С одной стороны, используется характеристика ВЕК(ЬЙ еггог гаге), характеризующая вероятность искажения отдельных бит аутентификационной информации, с другой — показатель БЯМ, используемый исключительно при оценке визуально воспринимаемого качества изображений. Первая 3 характеристика является определяющей в случае, когда аутентифицирующей последовательностью является произвольная строка бит, извлекаемая и интерпретируемая автоматически, без участия оператора.

Вторая характеристика является ключевой в тех случаях, когда маркирующей информацией является визуально интерпретируемое изображение и решение о наличии маркировки принимает оператор. Являются ли полученные показатели ВЕК приемлемыми для использования полностью автоматических процедур извлечения? ° В диссертационной работе автор при определении «скрытности» встроенной аутентификационной информации ограничивается требованием только визуальной малозаметности встроенной информации.

При этом во вводной части работы автором формулируется требование «маркировка, предназначенная для подтверждения аутентичности, должна быть скрытой и устойчивой к имитации». Рассматривались ли такие свойства разработанных методов, как устойчивость к ее преднамеренной фальсификации(имитации) или удалению квалифицированным нарушителем? Возможно ли в принципе удаление или корректная модификация встроенной аутентификационной информации на этапе цифровой постобработки изображения? ° Как кратко утверждает автор, «использование в процессе кодирования псевдослучайных фазовых транспарантов с большим количеством ячеек позволяет сформировать стеганограмму, которая устойчива к имитации».

К сожалению, для большей обоснованности этого утверждения в работе не рассматривается подробно, что именно подразумевается под имитацией, не рассматриваются модели квалифицированного нарушителя, осуществляющего имитацию. ° Традиционным для оценки алгоритмов стеганографичес кого встраивания является показатель «вероятность ложного обнаружения». В то же время, подробное исследование возможности ложного обнаружения аутентификационной информации в «пустом» (немаркированном) видеопотоке не исследовалась.

° По результатам исследования устойчивости аутентификационной информации к ХРЕН-сжатию (таблицы 1 и 2) показатель ВЕК для набора из 5 тестовых изображений колеблется в диапазоне от 0.19 до 0.38(Таблица 1) и от 0.06 до 0.22 (Таблица 2). Очевидно, что для получения более достоверной оценки мат. ожидания величины ВЕК требуется значительно увеличить число тестовых изображений. Заключение Замечания, отмеченные в отзыве, не ставят под сомнение достоверность результатов, полученных автором и обусловлены, в первую очередь, междисциплинарным характером работы. Диссертация Колесникова М.В. является законченной квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной технической задачи, имеющей существенное значение для создания новых методов маркировки и аутентификации изображений и видеопоследовательностей. Представленная диссертация соответствует П.9 Положения о присуждении ученых степеней, утвержденного постановлением Правительства РФ от 24.09.2013 г № 842 (ред.