Помехоустойчивое маркирование цифровых аудиосигналов в аудиостегосистемах с множественным входом и множественным выходом

В статье представлены методы помехоустойчивого комбинированного маркирования цифровых аудиосигналов с учетом особенностей построения аудиостегосистем, использующих каналы с множественным (пространственным) входом и множественным (пространственным) выходом. Такие аудиостегосистемы имеют в своем составе несколько акустических динамиков (передатчиков) и несколько микрофонов (приемников), что позволяет внедрять маркер в параметры цифровых аудиосигналов в пространственной, частотной и временной областях. Разрабатываемые методы создания, внедрения и извлечения комбинированного маркера направлены на обеспечение высокой степени помехоустойчивости при передаче маркированного аудиосигнала через воздушный аудиоканал при малых силах встраивания. Метод создания и внедрения комбинированного маркера основывается на преобразовании идентифицирующей цифровой информации с использованием синтезированного стеганографического ключа в специальную последовательность и последующем пространственно-частотно-временном кодировании ею параметров цифрового аудиосигнала. Основное внимание уделяется разработке метода обнаружения и выделения информационного бита (извлечения) комбинированного маркера авторизованным приемником в аудиосигнале, переданном по воздушному аудиоканалу с помехами. При этом предполагается, что авторизованному приемнику неизвестны параметры цифрового аудиосигнала, которые были подвергнуты маркированию (слепой прием). В предлагаемом методе извлечения маркера решение о его обнаружении выносится по пороговому принципу на основании оценивания величины пик-фактора эксцесса целевой случайной величины. В качестве значений этой величины используются значения корреляционной функции между искомой последовательностью (маркером) и последовательностью, извлеченной из аудиосигнала, принятого акустическими микрофонами и преобразованного в цифровой вид. Статья содержит результаты натурных экспериментов по оцениванию помехоустойчивости предлагаемого метода маркирования при передаче аудиосигналов через воздушный аудиоканал, при этом передача маркированных аудиосигналов осуществлялась несколькими акустическими динамиками, а приём — микрофоном с несколькими капсюлями. Результаты экспериментов показали, что разрабатываемые методы позволяют осуществлять передачу маркированных аудиосигналов с высокой степенью помехоустойчивости в аудиостегосистемах с множественным входом и множественным выходом при требуемых малых силах встраивания маркера, обеспечивающих его слуховую транспарентность.