Лабораторная работа № 5 Цифровые водяные знаки

Изучение с методов защиты электронных документов с использованием цифровых водяных знаков. Встраивание и извлечение цифрового водяного знака.

 

Учебным планом предусмотрена курсовая работа.

Тематика курсовых работ рассмотрена и утверждена на заседании кафедры, протокол № 6 от 25.01.2017.

 

1. Разработка алгоритма сжатия цветного изображения.

2. Разработка модификации алгоритма сжатия растровых изображений с потерями.

3. Разработка модификации алгоритма сжатия растровых изображений без потерь.

4. Разработка системы выбора оптимального алгоритма сжатия изображения.

5. Разработка модификации алгоритма сжатия вектроного изображения.

6. Разработка алгоритма перевода растрового изображения в вектор.

7. Применение алгоритма Хаффмана в задаче сжатия речевого сигнала при наличии шума.

8. Алгоритмы сжатия звуковых сигналов на основе U-преобразования.

9. Разработка метода компрессии видео информации с использованием оптимизированных дельта-преобразований второго порядка.

10. Разработка алгоритма обнаружения сигнала в гауссовом шуме.

11. Разработка алгоритма скрытия информации при помощи стеганографии.

12. Реализация стеганографических методов изображений в формате JPEG.

13. Реализация стеганографических методов изображений в формате GIF.

14. Исследование алгоритмов цифровой обработки сигналов в системах активного шумоподавления.

 

6. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

 

Методическое обеспечение внеаудиторной работы обучающихся с указанием времени, затрачиваемого на ее выполнение при реализации самостоятельной работы

№ п/п	Тема	Изучаемые вопросы	Количество часов на СР	Перечень учебно-методического обеспечения
	Тема 1. Алгоритмы сжатия изображений	2-D графика (растровая, векторная), 3-D графика, цветовые схемы, стандарты графической информации, методы сокращения информационной избыточности цифровых изображений, представление цифровых изображений, классификация методов сжатия, алгоритмы сжатия изображений без потерь: сжатие способом кодирования серий (RLE), сжатие по методу Хаффмана, алгоритм Лемпеля-Зива, алгоритм Лемпеля-Зива-Велча, алгоритм JBIG, алгоритм Losless JPEG, алгоритмы сжатия с потерями метод усеченного блочного кодирования, сжатие по стандарту JPEG, сжатие по методу WIC, фрактальное сжатие изображений		[1] [3] [5]
	Тема 2. Алгоритмы сжатия аудио сигналов	Параметры звукового сигнала, критические полосы слуха, пороги слышимости при маскировке, цифровой звук, стандарты аудио информации, виды алгоритмов сжатия аудиосигналов, степень ухудшения качества сигнала при квантованиии, алгоритмы сжатия аудиосигналов, нелинейная ИКМ, кодирование в частотных диапазонах, аудио MPEG-1, общая схема аудиокодера, аудиокодер MPEG, анализ возможностей алгоритмов сжатия аудиосигналов		[1] [4]
	Тема 3. Алгоритмы сжатия видео данных	Стандарты видео информации, цветовые пространства и их преобразование, анализ возможностей современных стандартов сжатия видеоданных, особенности сжатия видеоданных, основные процедуры сжатия видеоданных, форматы семплирования, устранение пространственной статистической избыточности, модель DPCM/DCT видеокодека		[1] [4]
4.1	Тема 4. Стеганография	Инструменты стеганографии, принципы работы стеганографии, алгоритмы, методы сокрытия информации, цифровые водяные знаки, безопасность, защита от стеганографии, виды стегоанализа, алгоритм JSteg, алгоритм F5, алгоритм матричного кодирования, RS-стегоанализ.		[2] [6]
Методическое обеспечение контрольных мероприятий
Контрольные вопросы и задания для лабораторных работ		задания на лабораторные работы
ИТОГО

 

Образовательные технологии

 

В соответствии с «Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по образовательным программам высшего образования – программам бакалавриата, программам специалитета, программам магистратуры» предусматривается использование в учебном процессе инновационных форм учебных занятий, развивающих у обучающихся навыки командной работы, межличностной коммуникации, принятия решений, лидерские качества – интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.

 

Интерактивные формы проведения занятий

Вид занятия	Наименование занятия, тема	Метод интерактивного обучения	Кол-во часов
Лабораторная работа	Корреляционная и спектральная обработка сигналов	Работа в малых группах
Лабораторная работа	Цифровые водяные знаки	Анализ конкретных ситуаций (Case-study)
Итого

 

8. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

 

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины сформированы и представлены в приложении к данной рабочей программе.

 

9. Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

9.1 Основная литература

 

1. Тропченко, А.Ю. Методы сжатия изображений, аудиосигналов и видео. [Электронный ресурс] / А.Ю. Тропченко, А.А. Тропченко. – Электрон. дан. – СПб.: НИУ ИТМО, 2009. – 108 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/43541.

2. Рябко, Б.Я. Основы современной криптографии и стеганографии. [Электронный ресурс] / Б.Я. Рябко, А.Н. Фионов. – Электрон. дан. – М.: Горячая линия-Телеком, 2011. – 232 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/5192.

 

9.2 Дополнительная литература

 

3. Евсютин, О.О. Сжатие цифровых изображений. [Электронный ресурс] / О.О. Евсютин, А.А. Шелупанов, С.К. Росошек, Р.В. Мещеряков. – Электрон. дан. – М.: Горячая линия-Телеком, 2013. – 124 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/55671.

4. Артюшенко, В.М. Цифровое сжатие видеоинформации и звука [Текст]: учеб. пособие / Артюшенко, В.М., Шелухин, О.И., Афонин, М.Ю. – М.: Дашков и Ко, 2004. – 426 с.: – 5 экз.

5. Ватолин, Д. С. Методы сжатия изображений [Текст] / Д. С. Ватолин. – М.: Интернет-Университет Информационных Технологий, 2007. – 175 с.– 1 экз.

6. Соколов, А. В. Защита от компьютерного терроризма [Текст]: справ. пособие / А. В. Соколов, О. М. Степанюк. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 496 с. – 5 экз.

 

10. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

 

1. ACM Digital library (Portal of ACM Press) // URL: http://portal.acm.org.

2. IEEE Explore (portal) // URL: http://ieeexplore.ieee.org.

3. Institute for Computer Graphics and Vision (Graz University of Technology) // URL: http://www.icg.tugraz.at.

4. SpringerLink (portal) // URL: http://www.springerlink.com/home/main.mpx.

5. Microsoft research publications // URL: http://research.microsoft.com/apps/dp/pu/publications.aspx.

6. MachineLearning.ru Профессиональный информационно-аналитический ресурс, посвященный машинному обучению, распознаванию образов и интеллектуальному анализу данных. // URL: http://www.machinelearning.ru.

11. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Вид учебных занятий	Организация деятельности обучающегося
Лабораторные занятия	Практические занятия проводятся в компьютерных классах с использованием среды программирования Visual Studio 2010, Matlab. Особое место при проведении лабораторных занятий уделяется решению типовых задач по темам курса. Обучающимся прививаются навыки исследовательского подхода к изучению дисциплины и воспитывается сознательное отношение к процессу обучения
Самостоятельная работа (изучение теоретической части курса)	Важной частью самостоятельной работы является чтение учебной и научной литературы. Основная функция учебников - ориентировать обучающегося в системе знаний, умений и навыков, которые должны быть усвоены по данной дисциплине будущими специалистами.
Подготовка к экзамену	Подготовка к экзамену предполагает изучение рекомендуемой литературы и других источников, решение типовых задач по темам курса.

12. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине

 

1. Операционная система Windows 7

2. Пакет офисных приложений Microsoft office 2007-2010

3. Среда разработки Visual Studio 2010-2012

4. Программный продукт Matlab 6.1.

 

13. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

 

Лекционная аудитория, оборудованная персональным компьютером и крупным дисплеем (24 и более дюймов), проектор с разрешающей способностью не ниже 1024×768.

Компьютерные классы, оборудованные персональными компьютерами не ниже Intel Core i5, 8 Gb RAM, 500 Gb HDD с установленным программным обеспечением. Из расчета один компьютер на одного человека.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный университет науки и технологий

имени академика М.Ф. Решетнева»

 

 

ФОНД

ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ

(приложение к рабочей программе дисциплины)

для проведения промежуточной аттестации

по учебной дисциплине