Метод фазового кодирования (частотная область)

Основная идея метода фазового кодирования состоит в замене фазы исходного звукового сегмента на опорную фазу, характер изменения которой отражает собой данные, которые необходимо скрыть. Для того чтобы сохранить разностную фазу между сегментами, фазы последних соответствующим образом согласовываются.

Фазовое кодирование, когда оно может быть использовано, является одним из наиболее эффективных методов по критерию отношения сигнал/воспринимаемый шум. Существенное изменение соотношения фаз между каждыми частотными составляющими приводит к значительному рассеиванию фазы. Тем не менее, до тех пор. пока модификация фазы в достаточной мере мала, может быть достигнуто скрытие, неощутимое на слух. Разумеется, модификация считается малой по отношению к конкретному наблюдателю, поскольку специалисты по спектральному анализу способны обнаружить те изменения, которые непрофессионалу могут показаться незначительными.

Процедура фазового кодирования заключается в следующем:

-Звуковая последовательность разбивается на серию коротких сегментов (блоков) – рисунок 11.5, а, б.

-К n-му сегменту сигнала применяется -точечное ДПФ, где , и создаются массивы фаз и амплитуд для (рисунок 11.5, в).

-Запоминается разность фаз между каждыми соседними сегментами для (рисунок 11.5,г):

(11.8)

-Двоичная последовательность данных представляется как

или

, отображая, соответственно, “1” или “0” (рисунок 11.5, д):

-С учетом разности фаз воссоздается новый массив фаз для (рисунок 11.5, е).

(11.9)

-Восстановление звукового сигнала осуществляется путем применения операции обратного ДПФ к исходной матрице амплитуд и модифицированной матрице фаз (рисунок 11.5, ж, з).

Перед процессом расшифровывания должна быть проведена синхронизация последовательности. Приемной стороне должны быть известны длина сегмента, точки ДПФ и интервал данных. Значение основной фазы первого сегмента определяется как "0" или "1", которые представляют закодированную двоичную последовательность.

а) Исходный сигнал