автореферат тарнополов

1. МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ТАРНОПОЛОВ РОМАН ВІКТОРОВИЧ
УДК 621.327: 681.5
МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ОПЕРАТИВНОСТІ ДОСТАВКИ
ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ ДЛЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
ЗАКРИТТЯ ВІДЕОПОТОКУ
05.13.06 – інформаційні технології
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Черкаси – 2017

2. Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Харківському національному університеті
радіоелектроніки
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор
Бараннік Володимир Вікторович,
Харківський національний університет Повітряних
Сил імені Івана Кожедуба Міністерства оборони
України,
начальник кафедри "Бойового застосування та
експлуатації АСУ"
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор
Шостак Ігор Володимирович,
Національний аерокосмічний університету імені
М.Є.Жуковського "Харківський авіаційний інститут"
Міністерства освіти і науки України, професор
кафедри інженерії програмного забезпечення;
кандидат технічних наук, доцент
Двухглавов Дмитро Едуардович,
Національний технічний університет «Харківський
політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки
України, доцент кафедри програмної інженерії та
інформаційних технологій управління.
Захист відбудеться « » 2017 р. хв на засіданні
спеціалізованої вченої ради К 73.052.04 у Черкаському державному
технологічному університеті за адресою: 18006, м. Черкаси, бул. Шевченка,
460, ауд. 229-Пк.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Черкаського державного
технологічного університету за адресою: 18006, м. Черкаси, бул. Шевченка,
460, корп.2.
Автореферат розісланий « » 2017 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
кандидат технічних наук,
доцент Є. В. ЛАНСЬКИХ

3. 1
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Використання інформаційних систем і технологій в
інтересах відомчих організацій, в тому числі підрозділів Міністерства
Оборони України, зачіпають питання обороноздатності, якості управління,
своєчасності прийняття і доведення рішень. Ключовою складовою
інформаційного забезпечення є відеоінформаційна складова, включаючи
відеоконференцзв’язок. Відеоконференція застосовується для забезпечення
необхідною інформацією в процесі прийняття рішень в тому числі в
кризових ситуаціях. В кризовій ситуації існує необхідність своєчасного
отримання найбільш повної інформації щодо стану об’єктів управління. При
цьому така інформаціє є службовою, отже потребує відповідного грифу
захисту. Тому основними вимогами є: забезпечення конфіденційності,
заданої оперативності та достовірності відеоданих. До інформаційного
забезпечення в кризових ситуаціях в тому числі в процесі управління
підрозділами Міністерства Оборони входить організація потрібного рівня
оперативності та конфіденційності доведення відеоінформації в умовах
заданої достовірності. Але в кризових ситуаціях та підчас локалізації
конфліктних ситуацій існує ряд певних обмежень стосовно використання
інфокомунікацйних технологій з обмеженою пропускною здатністю;
відсутність можливості використання апаратури гарантованого захисту.
Отже це призведе до наявності протиріччя між характеристиками
інфокомунікаційної складової процесу управління та вимогами до цього
процесу з позиції інформаційного забезпечення.
Це призводить до того, що існуючими методами не завжди можливо
забезпечити потрібну оперативність доставки відеоінформації. При цьому
важливо враховувати те, що вимога до забезпечення необхідної
конфіденційності додатково обмежує ресурс відносно продуктивності
інфокомунікаційних систем. Такі обставини призводять до необхідності
подальшого удосконалення інформаційних технологій закриття відеопотоку
при заданій оперативності. Тут одним із ефективних напрямків є
застосування селективних методів обробки відеопотоку. Тому існує
актуальне наукове завдання яке полягає в необхідності підвищення
оперативності доставки відеоінформації на основі її селективної обробки, для
інформаційних технологій закриття відеопотоку для відомчих систем
відеоконференцзв’язку.
Вагомий внесок в розробку теоретичних основ та методів щодо створення
інформаційних технологій закриття здійснили такі вчені, як: Бараннік В.В.,
Бурячок В.Л., Барсов В.І., Дудикевич В.Б., Конахович Г.Ф., Корольов А.В.,
Рудницький В.М., Шелест М.Є., Юдін О.К. Щодо зарубіжних дослідників, то
важливими є здобутки Вудса Р., Гонсалеса Р., Претта У.К., Шеннона К.
Але для існуючих селективних методів обробки відеопотоку існують такі
недоліки: значний час на обробку в режимі послідовного використання

4. 2
базових етапів перетворення інформації; недостатня ефективність виявлення
значимих складових відеопотоку; відсутність технологічних механізмів щодо
можливості зниження бітової інтенсивності шифрованого потоку
відеокадрів. Отже існує потреба удосконалення інформаційної технології
закриття відеопотоку в напрямку підвищення оперативності обробки та
передачі інформації. Таким чином тематика дисертаційних досліджень
полягає в розробці методу підвищення оперативності доставки
відеоінформації для інформаційних технологій закриття відеопотоку є
актуальною.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Проведені
дисертаційні дослідження виконані в рамках таких державних програм як:
Закон України «Про Концепцію Національної програми інформатизації»,
Концепції розвитку зв'язку України, законів України «Про інформацію»,
«Про захист інформації в автоматизованих системах», «Про державну
таємницю», Концепції (основи державної політики) національної безпеки
України, , наказу Міністра оборони України від 5 квітня 2011 року № 185
"Про прийняття на озброєння Збройних Сил України та організацію
впровадження програмно-технічних комплексів, засобів зв'язку стаціонарних
телекомунікаційних вузлів та терміналів відеоконференцзв'язку", Концепції
технічного захисту інформації в Україні, наукової та науково-технічної
діяльності Харківського національного інституту радіоелектроніки,
Харківського національного університету Повітряних Сил імені Івана
Кожедуба, в рамках яких виконана НДР "Розробка комплексної моделі
захисту інформації в автоматизованих системах управління спеціального
призначення на пунктах управління Повітряних Сил Збройних Сил України",
шифр "Палітра" (№ 0101U001748), НДР шифр "ОКО", №0101U002085, у
яких автор дисертації був виконавцем.
Мета і задачі дослідження. Мета досліджень полягає в розробці методу
підвищення оперативності доставки відеоінформації на основі селективної
обробки для інформаційних технологій закриття відеопотоку для відомчих
систем відеоконференцзв'язку.
Для досягнення сформульованої мети необхідно вирішити такі завдання:
1. Обґрунтувати напрямок для підвищення оперативності та
конфіденційності, доставки відеоінформації з використанням селективних
технологій.
2. Розробити метод обробки відеоінформації для підвищення її
оперативності та конфіденційності при заданих умовах достовірності для
інформаційних технологій селективної обробки відеоданих для відомчих
систем відеоконференцзв’язку.
3. Створити метод реконструкції відеоінформації в умовах селективного
визначення ключових ознак та їх закриття;
4. Провести оцінку ефективності розробленого методу підвищення
оперативності та конфіденційності обробки відеоінформації для відомчих

5. 3
систем відеоконференцзв'язку на основі селективного кодування для
інформаційних технологій закриття інформації.
Об'єкт дослідження. Процес підвищення оперативності та
конфеденційності відомчого відеоконференцзв'язку.
Предмет дослідження. Методи підвищення оперативності та
конфіденційності відеоданих на основі їх селективної обробки в
інформаційних технологіях закриття відеоінформації.
Методи досліджень. Обґрунтування напрямів підвищення якості надання
відеоінформаційних послуг з використанням відомчих телекомунікаційних
систем та закриття базового відеокадру здійснювалося на основі методів
системного аналізу, теорії дослідження операцій. Розробка методу
підвищення оперативності доставки відеоінформації для інформаційних
технологій закриття відеопотоку проводилась з використанням методів теорії
кодування та цифрової обробки зображень. Оцінка адекватності теоретичних
і практичних результатів проводилась на основі методів математичної
статистики.
Наукова новизна одержаних результатів обумовлена необхідністю
підвищення оперативності доставки відеоінформації для інформаційних
технологій закриття відеопотоку, і полягає в тому, що:
1. Отримав подальший розвиток метод селекції значущих складових
базового відеокадру на основі використання просторово-спектрального
представлення. Відмінні характеристики методу полягають у здійсненні
автоматичного відбору енергетично значущих складових на основі
одночасного аналізу інтегрованих показників для низькочастотної та
високочастотної області трансформанти. Це дозволяє підвищити рівень
конфіденційності та достовірності відеоінформації в інформаційних
технологіях закриття інформації за рахунок більш ефективної селекції
значущих інформаційних складових.
2. Вперше розроблено метод підвищення оперативності і
конфіденційності на основі її селективної обробки. Метод відрізняється від
існуючих тим, що: закриття значущих інформаційних складових досягається
на основі одночасної селекції за інтегрованою інформацією по
низькочастотним і високочастотним компонентам трансформанти; для
шифрограм закритого базового кадру проводиться двійкове структурне
кодування з врахуванням особливостей розподілу двійкових серій. Це
дозволяє підвищити конфіденційність відеоінформації та знизити часову
затримку на її доставку без втрат достовірності інформації.
3. Отримав подальший розвиток метод реконструкції закритого
відеопотоку, на основі врахування наявності значущих структурних
складових. Відмінність даного методу полягає у: відновленні базового
відеокадру з врахуванням наявності закритих інформаційних складових, які
додатково представлені кодовими конструкціями в структурному двійковому
просторі; реконструкції закритих інформаційних складових на основі

6. 4
структурного декодування в двійковому просторі. Це дозволяє забезпечити
відновлення відеоінформації для інформаційних технологій закриття
інформації в умовах забезпечення необхідної оперативності та достовірності.
Новизна отриманих результатів підтверджується відсутністю
розроблених моделей і методів в існуючих положеннях теорії та практики
кодування і шифрування відеоінформаційних потоків.
Практичне значення одержаних результатів дослідження полягає в
тому, що впровадження отриманих результатів при організації
відеоінформаційного забезпечення з використанням відомчих
телекомунікаційних систем на основі програмно-апаратних реалізацій
дозволило забезпечити наступні результати:
1. Для розробленого методу закриття базового відеокадру на основі
селекції значущих структурних складових досягається приховання до 90%
семантично значущих характерних областей відеодокумента, що
представляють відомчий інтерес. Також виконується повне приховування
дрібних деталей, наявність яких дозволяє отримати достовірну
відеоінформацію, яку можна використовувати протиборчою стороною. При
цьому приховання підлягає від 40% до 80% структурних складових базового
відеокадру залежно від семантичної складності. Це є підґрунтям для
забезпечення виконання відомчих вимог щодо конфіденційності закритого
відеоінформаційного ресурсу та підвищення його достовірності у разі
оперативного управління військами в середньому на 40%.
2. Для розробленої технології закриття групи відеокадрів на основі
методу селекції значущих структурних складових шляхом аналізу показників
з урахуванням інформації про низькочастотні і високочастотні складові
досягається виграш за рівнем конфіденційності, а саме значення пікового
відношення сигнал/шум у разі несанкціонованого доступу зменшується
відносно існуючих типових технологій в середньому на 20 %, і не перевищує
10 дБ. Це свідчить про повне руйнування інформації у разі неавторизованого
доступу.
3. Для розробленої технології на основі селекції значущих структурних
складових базового відеокадру інтенсивність закритого відеопотоку
знижується в середньому на 33 % порівняно з інтенсивністю закритого
відеопотоку у разі послідовного кодування відеоданих з подальшим
шифруванням, і знижується на 25% у порівнянні з інтенсивністю закритого
відеопотоку з використанням селекції на основі інформації про
низькочастотні складові трансформанти.
Практична значимість отриманих результатів в дисертації
підтверджується їх використанням при виконанні науково-прикладних
досліджень в Головному управлінні Національної поліції в Харківській
області (акт реалізації від 07.10.2015 р.), в навчальному процесі Харківського
національного університету Повітряних Сил імені Івана Кожедуба (акт
впровадження від 12.01.2017р.).

7. 5
Особистий внесок здобувача. Всі положення які виносяться на захист
отримано автором особисто. У наукових працях, опублікованих у
співавторстві, здобувачеві належить наступне: в праці [1] – проводиться
аналіз впливу кібератак на ефективність передачі відеоінформації
функціонування інформаційно-телекомунікаційних системах; в працях [2, 6,
15] – досліджено показники конфіденційності та цілісності інформації для
методу відбору значимих структурних складових на основі селективної
обробки відеоінформації;. запропонована система показників для виявлення
найбільш значущих блоків; в працях [3, 16, 18, 22, 23] – побудовано метод
оцінки бітової швидкості відеопотоку на основі інформаційних технологій
закриття значущих його складових з використанням структурного кодування
двійкових масивів; в працях [4, 21] – обґрунтовано необхідність
забезпечувати безпеку відеоінформаційного ресурсу для систем
відеоконференцзв’язку профільних міністерств. Виявлені найбільш актуальні
та значимі загрози безпеки відеоінформації; в праці [5, 13] - досліджено
варіанти позиціонування процесів стиснення і шифрування для підвищення
ефективності функціонування інформаційних технологій закриття
відеопотоку; в працях [8, 9, 11, 14] – створюється метод підвищення
конфіденційності відеоінформації в умовах зниження часових затримок на її
доставку без втрат достовірності інформації; в працях [7, 12, 17, 24] –
проведена оцінка стійкості кодових конструкцій метода обробки значимих
структурних складових в умовах їх передачі по каналу зв’язку з помилками;
в працях [25, 26, 28] – обґрунтовано підхід відносно оцінки семантичної
інформативності блоків відеокадру; в праці [19] – проведені
експериментальні дослідження в умовах шифрування за базовим кадром з
урахуванням вимог щодо забезпечення необхідної бітової інтенсивності; в
праці [26] – обґрунтовані базові складові відновлення двійкових
послідовностей на основі одномірного рекурентного структурного
декодування.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації
докладалися і були схвалені на наступних науково-технічних конференціях і
семінарах: XIIth International Conference "Modern problems of radio
engineering, telecommunications and computer science", TCSET'2014, (Lviv -
Slavske 2014); Друга міжнародна науково-практична конференція Проблеми
інформатизації, (Київ 2014 ); VІ Міжнародна науково-практична конференція
Проблеми і перспективи розвитку ІТ-індустрії Харків 2014 ); The 4th
International Scientific Conference ITSEC (Київ, 20 – 23 травня 2014 р.) (Київ
2014); ХХІІ Міжнародна науково-практична конференція Інформаційні
технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я, (Харків, 2014 р.);
International Symposium "IEEE East-West Design & Test", (Kiev 2014); The
XIIIth International Conference "The Experience of Designing and Application of
CAD Systems in Microelectronics CADSM'2015 (Polyana-Svalyava 2015);
Науково-технічна конференція "Інформаційна безпека України (Київ 2015);

8. 6
IEEE Second International Scientific-Practical Conference "IEEE Problems of
Infocommunications. Science and Technology, PICS&T'2015", (Kharkiv 2015);
1st International Conference «Advanced Information and Communication
Technologies-2015 (AICT'2015)» , (Lviv 2015). XIVth International Conference
Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer
Science, TCSET'2016, (Lviv-Slavske 2016); V Міжнародна науково-технічна
конференція "Захист інформації і безпека інформаційних систем" (Львів
2016); International Symposium "IEEE East-West Design & Test", Batumi, 2016;
Науково-технічна конференція "Проблеми кібербезпеки інформаційно-
телекомунікаційних систем" (Київ 2017); XIII Міжнародної науково-
технічної конференції (Київ 2017).
Публікації. Основні положення та результати дисертаційної роботи
опубліковані у 28 наукових працях, серед яких 2 колективні монографії, 6
статей в наукових журналах, які включено в перелік наукових фахових
видань. Серед яких одна одноосібна стаття, три статті опубліковано у
науково-технічних журналах, які включені до міжнародних науково-
метричних баз. Апробація результатів дисертації відображена у 20 тезах
доповідей на міжнародних науково-технічних та науково-практичних
конференціях. Зокрема 7 апробації на конференціях, які входять до складу
міжнародної організації IEEE.
Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох
розділів, списку використаних джерел і трьох додатків. Повний обсяг
дисертації становить 183 сторінок, з них: 57 ілюстрацій (у тому числі 9
ілюстрацій на 7 окремих сторінках); 7 таблиць; список використаних джерел із
133 наймувань на 15 сторінках; 3 додатки на 9 сторінках. Дисертація написана
українською мовою.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність тематики наукового дослідження,
сформульовано наукове завдання та доведено її важливість, сформульовано
мету і завдання дисертації, представлено наукову новизну та практичне
значення отриманих результатів.
У першому розділі дисертаційної роботи розглядаються проблемні
питання використання відеоконференцзв’язку (ВКЗ) для підвищення
ефективності управління профільними організаціями. Обґрунтовується
необхідність забезпечення опреативності та конфіденційності доставки
інформації в процесі надання відеоінформаційних послуг у системі
управління Збройними Силами України.
Для оцінювання якості функціонування систем ВКЗ запропоновані такі
показники:
1. Показник оцінки оперативності доставки інформації. Для цього
враховується сумарний час ΣT доставки відеоінформації між
абонентами, який складається з часових затрат на виконання

9. 7
технологічних етапів обробки і передачі відеоінформації. Отже
оперативність доставки інформації напряму залежить від інформаційної
інтенсивності V відеопотоку.
2. Показник достовірності відеоінформації (ВІ). Для цього
використовується величина пікового відношення сигнал/шум сPSNR у
разі санкціонованого доступу.
3. Показник конфіденційності інформації. Мірою інформаційної
прихованості (конфеденційності) у разі обробки відеоінформації
виступає імовірність інфP достовірного дешифрування (розпізнавання)
зображень. Дана величина прямопропорційно залежить від значення
пікового відношення сигнал/шум нPSNR у разі несанкціонованого
доступу.
Застосування даних показників для оцінки та аналізу різних підходів
забезпечення оперативності та конфіденційності доставки відеоінформації
для відомчих систем управління дозволило виявити системні недоліки.
Для підходу заснованому на попередньому шифруванні з подальшим
кодуванням виникає ряд труднощів, а саме: наявність значної кількості
надлишковості зображень, що дає додаткову інформацію криптоаналітику;
зростає час обробки; в процесі стиснення вносяться втрати інформації, це
руйнує структуру шифрограм; різке зниження оперативності передачі даних.
Підхід, який базується на попередньому кодуванні відеопотоку з
подальшим його шифруванням характеризується наступними недоліками:
збільшується час на обробку відеопотоку, оскільки додаткове проводиться
шифрування кодованих кадрів, що потребує переналаштування ресурсу щодо
продуктивності інфокомунікаційних систем; не враховуються механізми
забезпечення завадостікості та зниження інформаційної інтенсивності.
В той же час продуктивність інфокомунікаційних систем є обмеженою
відносно сучасних вимог щодо якості надання відеоінформаційних послуг в
інтересах профільних міністерств. Це призводе до виникнення відповідного
протиріччя, яке загострюється з врахуванням умови забезпечення
необхідного рівня конфіденційності інформації.
Компромісним напрямком вирішення такого протиріччя є використання
селективних методів обробки відеопотоку. Але існуючі селективні методи
обробки та закриття відеопотоку мають певні недоліки. По-перше, це
недостатня ефективність виявлення значимих складових відеопотоку. По-
друге - відсутність технологічних механізмів щодо можливості зниження
бітової інтенсивності шифрованого потоку відеокадрів.
Таким чином, обгрунтовано необхідність удосконалення інформаційних
технологій закриття відеопотоку в напрямку підвищення оперативності
обробки та передачі інформації на основі використання селективних методів
виявлення інформативних складових відеокадрів.
Другий розділ стосується обґрунтування напрямку для забезпечення

10. 8
підвищення оперативності доставки відеоінформації в умовах її закриття з
використанням селективних технологій. Розробляється метод селекції
значущих складових базового відеокадру на основі автоматичного відбору
енергетично значущих складових в просторово-спектральному
представленні.
Удосконалення інформаційних технологій закриття відеоінформації
пропонується здійснювати в напрямку подальшого розвитку методів
селективної обробки базових кадрів. В цьому випадку криптографічне
шифрування використовується тільки для інформативних складових
базового кадру IK групи відеопотоку. По-перше це дозволяє знизити час на
обробку та передачу відеоданих, а по-друге створити умови для забезпечення
достовірності інформації шляхом виключення етапу квантизації компонент
трансформованих блоків кадру. В цьому напрмяку існує базовий підхід, якій
засновано на селекції інформативних складових знS на основі аналізу
інтегрованої інформації
( )ξ,γ
нZ(B )φ за низькочастотними компонентами
трансформанти. З одного боку такий підхід гармонічно інтегрується до
стандартизованих технологій обробки потоку кадрів (MPEG-платформи,
JPEG-платформи) та відрізняється відносно незначною кількістю додатково
використовуємих алгоритмичних операцій. Але з іншого боку з'являється
істотний недолік, який пов’язано з виникненням ошибки друго роду. Такі
ошибки стосуються виникнення таких ситуацій, коли незначуща область
зображення буде ідентифікована як інформативна. Отже в цьму випадку буде
формуватись надмірна кількість структурних складових ( , )
знS ξ γ
, з подальшим
вилучаннєм їх із процесу компресійної обробки та закриттям
криптографічними методами. Це призводить до збільшення часу обробки та
інтенсивності закритого відеопотоку.
Для усунення цього недоліку необхідно підвищити точність ідентифікації
енергетично насичених структурних складових ( , )
знS ξ γ
. Для цього
пропонується додатково враховувати інтегровану інформацію по
високочастотним компонентам блоку ( )( )ξ,γ
B Y φ
яскравісної складової
базового кадру. Отже, для підвищення точності визначення значущості
структурних складових з урахуванням концентрації дрібних деталей у блоках
базового кадру пропонується додатково оцінювати інформацію на основі
концентрації високочастотного деталювання відеокадру.
Це забезпечується за рахунок додаткової оцінки показника ( )( )ξ,γ
вZ B φ
сумарних значень високочастотних компонент. Наприклад, для
високоінформативних блоків базового кадру для збору інформації про
високочастотні компоненти використовуються діагоналі з індексами 10 – 13,

11. 9
( в10 λ 13≤ ≤ ). В загальному випадку показник ( )( )ξ,γ
вZ B φ
визначається на
основі наступного виразу:
λ ( )в в
2
2 ,в
1 1(ξ,γ) в
в λв
в
1в
log y
Z(B )
( )
α
α υ
α = υ=
φ
α =
=
α
∑ ∑
∑
ℓ
ℓ
, (1)
де ( )( )ξ,γ
вZ B φ
– показник, який визначає сумарне значення високочастотних
компонент ДКП блоку
( ),
B(Y)
ξ γ
φ ; ,в
yα υ – значення компоненти
трансформанти; вλ – кількість діагоналей з високочастотними компонентами
в трансформанті ДКП; υ – індекс елемента всередині вα -ої діагоналі; вα –
індекс діагоналі, яка містить високочастотні компоненти; в( )αℓ – довжина
низькочастотної діагоналі з індексом вα .
Даний показник використовується в процесі селекції блоків шляхом їх
класифікації сумісно з показником ( )( )ξ,γ
нZ B φ
, який формує інтегровану
інформацію по низькочастотним компонентам трансформанти. Загальне
правило для визначення енергетично значущої структурної одиниці, тобто
( , )( , )
знS S ξ γξ γ
= та М=1, буде задаватись наступною системою виразів:
( , ) ( , )
н max в вн
( , ) ( , )
min н max в в srн н
1, (Z(B ) ) (Z(B ) ) ;
M
1, ( Z(B ) ) (Z(B ) ) (N 2 ).
γ ξ γ ξ
φ φ
γ ξ γ ξ
φ φ
 → > δ ∨ > δ
= 
→ δ ≤ ≤ δ ∨ > δ ∨ ≥
Основною відмінністю запрпонованого методу селекції є проведення
оцінювання інформативності для структурних складових у спектральній
області з використанням порогових значень minн
δ і maxн
δ на основі ієрархії
порогового зважування низькочастотних і високочастотних компонент. Це
створює умову для закриття відеопотоку на основі технології
внутрішньокадрової селекції.
Відповідний метод селекції наводиться на рис. 1. Даний метод здійснює
автоматичний вибір енергетично значущих структурних складових і створює
умови для забезпечення рівня приховування, який відповідає вимогам
відомчих організацій по забезпеченню конфіденційності.
Таким чином, розроблено метод селекції значущих блоків базового кадру
за ступенем семантичної та структурної насиченості з використанням
комбінованого правилу, яке ґрунтується на одночасному врахуванні метрик
оцінювання інформативності за інтегрованою інформацією по низько та
високочастотних компонентах трансформанти.

12. 10
У третьому розділі розробляється метод підвищення оперативності і
конфіденційності відеоінформаційного потоку на основі селективної
обробки трансформант макроблоків. Проводиться удосконалення
інформаційної технології закриття відеопотоку на основі модернізації
технологічного напрямку обробки та закриття значимих блоків з
додатковим застосуванням структурного кодування.
( )( , )
B Y
1
ϑ ψ
( )( , )
B Y
2
ϑ ψ
( )( , )
B Y
4
ϑ ψ
( )( , )
B Y
3
ϑ ψ
( , )M(Y) ϑ ψ
( )( , )
Z Bн maxн
ϑ ψ
> δ
φ
( )Z B
( , )
min н maxн нδ ≤ ≤ δ
ϑ ψ
φ
srN 0
1
=
ϕ =
( )B Y
( , )ϑ ψ
φ
( )Z B
( , )
в
ϑ ψ
φ
( )Z B
( , )
в
ϑ ψ
φ
( )B Y
( , )ϑ ψ
φ
sr srN N 1= +
srN 2<
(Z(B )
( , )
в в> δ
ϑ ψ
φ
(Z(B )
( , )
в в> δ
ϑ ψ
φ
Рисунок 1-. Структурно функціональна схема методу селекції значущих структурних
складових з використанням інформації за сукупністю значень низькочастотних і
високочастотних компонент трансформанти ДКП
Базові концепції удосконалення інформаційної технології закриття
відеопотоку стосуються саме двох технологічних процесів.
Перший технологічний процес, який підлягає удосконаленню, полягає
у класифікації макроблоків з використанням їх попереднього
трансформування. За рахунок трансформування окремих блоків базового
кадру IK створюються умови одночасно для:
- виявлення інформативних складових ( , )
знS ξ γ
, що в подальшому
використовується для криптографічного захисту;
- усунення статистичної та психовізуальної надмірності на основі
врахування закономірностей різних частотних складових трансформанти.
Це забезпечує зниження інформаційної інтенсивності потоку кадрів.
Отже застосування розробленого методу селекції значимих складових
за семантичним і структурним змістом забезпечує не тільки підвищення
рівня конфіденційності інформації, але і забезпечує певний рівень
достовірності. З іншого боку виключення надмірної кількості складових,

13. 11
що відносяться до незначимих, дозволяє збудувати умови для подальшого
зниження інформаційної інтенсивності та підвищення оперативності
доставки інформації.
Другий технологічний процес полягає у додатковому зниженні
інформаційної інтенсивності кодованого потоку на двійковому рівні для
інформативних блоків. Необхідність такого процесу пояснюється
наступними причинами:
1. Зростання кількості значуще інформативних макроблоків
призводить до підвищення відповідної кількості шифрограм. Але в той же
час шифрограми формуються для ключових блоків без додаткової
обробки. Це призводить до збільшення інформаційного навантаження на
канали передачі даних, і на підвищення часової затримки на передачу
відеоінформації (зниження оперативності доставки інформації).
2. Пропускна здатність телекомунікаційної мережі є динамічною.
Тому у випадках різкого зниження пропускної здатності потрібно
використовувати технологічний механізм регулювання інформаційної
інтенсивності кодованого потоку. При цьому для скорочення затримок на
обробку необхідно забезпечити наявність такого механізму на пізніх
етапах обробки відеоінформації, у тому числі на етапі формування
шифрограм.
Для забезпечення зниження кількості розрядів на представлення
шифрограм пропонується використовувати структурний підхід, який
засновано на виявленні кількості двійкових переходів і формування
відповідного кодового опису без втрати інформації. Даний метод основан на
попередній оцінки розподілу двійкових серій в шифрограмі. В залежності
від цього здійснюється розподіл кількості двійкових розрядів на
перекодоване представлення шифрограми. Базовим етапом структурного
методу кодування є ідентифікації різних режимів двійкових переходів між
елементами шифрограми. Відповідна струкутрно-функціональна схема
представлена на рис. 2.
Отже, розроблено метод підвищення оперативності і конфіденційності
відеоінформаційного потоку на основі селективної обробки трансформант
макроблоків з використанням технологічних етапів селекції інформативних
складових та двійкового структурного кодування шифрограм блоків
закритого базового кадру.
Четвертий розділ дисертації присвячено оцінюванню інформаційної
інтенсивності закритого відеопотоку та умов забезпечення потрібної
оперативності доставки інформації; ступеня закриття відеокадру з позиції
семантичного аналізу з урахуванням відомчих вимог в інтересах
Міністерства оборони України з використанням різних технологій обробки.
Порівняльний аналіз інформаційних технологій обробки відеопотоку в
умовах їх закриття будемо здійснювати для показників: пікового відношення
сигнал/шум у разі несанкціонованого доступу (рис. 3), як характеристика

14. 12
забезпечення конфіденційності та інформаційної інтенсивності відеопотоку
(рис 4), як характеристика оцінки оперативності доставки інформації.
Для порівняння використовуються наступні технології: технологія
обробки та закриття відеопотоку на базі послідовної схеми з використанням
MPEG-платформи (технологія 1); технологія на базі закриття всього базового
кадру відеопотоку (технологія 2); технологія селективного закриття базового
кадру по інтегрованій інформації лише за низькочастотними компонентами
трансформанти (технологія 3); розроблена технологія (технологія 4).
2 1( q ; q ) 1ξ − ξ −ϕ =
{ }2 1q ; qξ− ξ−
1q q 1ξ − ξ− = 1q q 0ξ − ξ− =1q q 1ξ − ξ− = 1q q 0ξ − ξ− =
(q ; q )1 1,2
1
1 (q ; q )1 1,2
1
( 1)
w w ( )
(L 2) (L ( 2) )
φ ξ− ξ
ξ− ξ
ξ ξ− φ ξ− ξ
ξ−
β + ⋅ β
=
−ξ+ ⋅ − ξ − − β
(q ; q )1 3,4
1 1
1 (q ; q )1 3,4
1
(L 3) (L 2 )
w w ( )
(L 2) ( )
ϕ ξ− ξ
ξ− ξ−
ξ ξ− φ ξ− ξ
ξ−
− ξ− β + ⋅ −ξ+ −β
=
− ξ+ ⋅ β
wξ qξ
2qξ− 1q −ξ
Рисунок 2. Структурно-функціональна схема ідентифікації варіантів двійкових
переходів між елементами шифрограми
Аналіз результатів оцінок, наведений у вигляді діаграм на рис. 3 та 4,
показав наступне:
Рисунок 3. Діаграма значень пікового
відношення сигнал/шум при
несанкціонованій спробі відновлення
кадрів у групі за умови режиму
обробки 2
Рисунок 4. Діаграма залежності
інтенсивності закритого відеоканалу від
значень пікового відношення сигнал/шум
для розміру відеокадрів 1920 1080× для
різних методів обробки відеоданих
PSNRн

15. 13
1. Пікове відношення сигнал/шум для інформаційної технології закриття
відеопотоку з використанням розроленого методу у разі несанкціонованого
доступу до відеоінформації не перевущує 10 дБ. Це відповідає рівню
руйнування значимих складових відеокадру, достатнього для приховування
відомчої інформації. При цьому показник конфеденційності відеоінформації
для розробленого методу перевищує рівень конфеденційності для методу
селекції з врахуванням тільки низькочастотніх компонент на 15 – 23 % в
залежності від типу кадру відеопотоку. Це досягається за рахунок
збільшення якості селекції інформативних складових до 90 % семантично
значущих характерних областей відеокадру. Тут приховуванню підлягають
від 40 до 80 % структурних одиниць базового відеокадру залежно від
семантичної складності. Отже досягається повне приховування ключових
деталей, наявність яких дає можливість отримати достовірну
відеоінформацію, яку можна використовувати протиборчою стороною в
своїх стратегічних чи тактичних інтересах.
2. Для розробленого методу досягається виграш за рівнем зменьшення
інформаційної інтенсивності закритого відеопотоку відносно існуючих
технологій в середньому від 20 – 35 % в залежності від вимог щодо якісті
візуального сприйняття відеоінформації. Це забезпечує доставку закритої
відеоінформації ВКЗ формату HD з використанням існуючих відомчих
інфокомунікаційних технологій з виконнаням вимог щодо її оперативності
доставки в умовах забезпечення високого рівня достовірності. Для формату
Full HD рівень потрібної оперативності доставки забезпечується у разі
допустимої достовірності інформації.
ВИСНОВКИ
У дисертації вирішено актуальна наукове завдання, яка полягає в
необхідності підвищення необхідності підвищення оперативності доставки
відеоінформації на основі її селективної обробки для інформаційних
технологій закриття відеопотоку для відомчих систем
відеоконференцзв’язку. Створено метод підвищення оперативності доставки
відеоінформації для інформаційних технологій закриття відеопотоку на
основі селективної обробки трансформант макроблоків з використанням
технологічних етапів селекції інформативних складових; двійкового
структурного кодування шифрограм закритого базового кадру з врахуванням
особливостей розподілу двійкових серій.
В процесі проведення науково-прикладних досліджень розроблені
наступні основні наукові результати.
1. Метод селекції значущих складових базового відеокадру для
підвищення рівня конфіденційності та достовірності відеоінформації, на
основі автоматичного відбору енергетично значущих складових в
просторово-спектральному представленні шляхом одночасного аналізу
інтегрованих показників для низькочастотної та високочастотної області

16. 14
трансформанти.
2. Метод підвищення оперативності і конфіденційності
відеоінформаційного потоку на основі селективної обробки трансформант
макроблоків з використанням наступних технологічних етапів: здійснюється
одночасна селекція за інтегрованою інформацією по низькочастотним і
високочастотним компонентам трансформанти; проводиться двійкове
структурне кодування для шифрограм закритого базового кадру з
врахуванням особливостей розподілу двійкових серій.
3. Метод реконструкції закритого відеопотоку, з врахуванням наявності
шифрограм значущих структурних складових на основі застосування двох
окремих технологічних напрямів обробки, а саме: перший напрям
грунтуєьтся на врахуванні того, що закриті інформаційні складові додатково
представлені кодовими конструкціями в структурному двійковому просторі.
В цьому випадку з початку проводиться реконструкція закритих
інформаційних складових на основі структурного декодування в двійковому
просторі; другий напрям базується на застосуванні стандартизованого
процесу реконструкції не значимих макроблоків.
4. Удосконалено інформаційну технологію закриття відео потоку на
основі модернізації технологічного напрямку обробки та закриття значимих
блоків з використанням селекції одночасно з врахуванням інформації по
низькочастотним та високочастотним складовим трансформант з подальшим
їх шифруванням та додатковим застосуванням структурного кодування.
Основні практичні результати.
В результаті застосування удосконаленої інформаційної технології
закриття відеопотоку для відомчих систем відеоконференцзв’язку на основі
розробленого методу отримано наступні практичні результати.
Забезпечується доставка закритої відеоінформації ВКЗ формату HD з
використанням існуючих відомчих інфокомунікаційних технологій з
виконнаням вимог щодо її оперативності доставки в умовах забезпечення
високого рівня достовірності. Для формату Full HD рівень потрібної
оперативності доставки забезпечується у разі допустимої достовірності
інформації. Це досягається за рахунок того, що:
1. Для розробленого методу прихованню підлягає від 40% до 80%
структурних складових базового відеокадру залежно від семантичної
складності, це підвищує імовірність достовірного виявлення інформативних
складових відносно застосування тільки низькочастотних компонент у
середньому на 15 %. Це додаткове формує умови для забезпечення
достовірності інформації за рахунок усунення етапу квантизації для
семантично значущих складових кадру.
2. Для розробленого методу селекції значущих структурних складових на
основі аналізу значень за низькочастотною та високочастотною складовою
базового кадру значення пікового відношення сигнал/шум для Р і В-кадрів
при несанкціонованій спробі відновлення не перевищують 10 дБ залежно від

17. 15
режиму обробки, що свідчить про їх повне руйнування. Це забезпечує
необхідний рівень конфіденційності при заданій інформаційній
інформативності.
3. Для розробленої технології на основі селекції значущих структурних
складових базового відеокадру інтенсивність закритого відеопотоку
знижується в середньому на 33 % в порівнянні з існуючими методами
закриття відеопотоку. В цьому віпидку формуються умови для забезпечення
балансу між інформаційною інформативністю та оперативності доставки з
одного боку та вимогами щодо достовірності і конфеденційності відомчої
інформації з іншого боку.
Достовірність отриманих результатів підтверджується:
- адекватністю результатів відносно показників підвищення
оперативності та конфіденційності доставки відеоінформації при заданих
умовах достовірності для інформаційних технологій селективної обробки
відеоданих систем відеоконференцзв’язку, які отримуються в процесі
експериментальної експлуатації відомчих технологій та теоретичними
даними на основі моделювання;
- коректністю процесу інтегрування розроблених методів в апробовані
стандартизовані технології.
СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Наукоемкие технологии в инфокоммуникациях: обработка и защита
информации: коллективная монография / В. М. Безрук и др. Xарьков:
Компания СМИТ, 2013. 385 с.
2. Наукоемкие технологии в инфокоммуникациях: обработка
информации, кибербезопасность, информационная борьба: коллективная
монография / В.М. Безрук, и др. Xарьков: “Лідер”, 2017. 600 с.
3. Яковенко А. В. Тарнополов Р. В., Красноруцкий А. А. Метод оценки
битовой скорости видеопотока для технологии структурно-весового
кодированния. Сучасна спеціальна техніка. 2013. № 3. С. 12–22.
4. Бараннік В. В., Тарнополов Р. В. Власов А. В. Модель загроз безпеки
відеоінформаційного ресурсу систем відеоконференцзв'язку. Наукоємні
технології. 2014. № 1 (21). С. 55–60.
5. Яковенко А. В., Ларин В. В., Тарнополов Р. В. Подходы для защиты
видеоинформации на основе устранения избыточности в
инфокоммуникациях. Сучасна спеціальна техніка. 2014. № 2 (37). С. 82–89.
6. Баранник В. В., Комолов Д. И., Тарнополов Р. В. Метод защиты
видеоинформации в энергоэффективных телекоммуникационных системах.
Открытые компьютерные информационные интегрированные технологии.
2015. № 70. С. 131–141.

18. 16
7. Баранник В. В., Cтасев С. Ю., Тарнополов Р. В. Метод эффективного
кодирования разделеных по комбинированой схеме аэрофотоснимков.
Радиоэлектроника и информатика. 2016. № 2 (73). С. 33–37.
8. Тарнополов Р. В. Метод повышения доступности информационных
ресурсов для інформаційних технологий закрития видеопотока.
Радиоэлектроника и информатика. 2017. № 1. С. 56-62.
9. Vlasov A. V., Barannik V. V., Akimov R. V. Method of increasing
availability and іntegrity of video information resources. Modern problems of
radio engineering, telecommunications and computer science (TCSET'2014):
materials of XII International Conference (Lviv– Slavske, Ukraine, February 25 –
March 1, 2014). Lviv– Slavske, 2014. Р. 532.
10. Рябуха Ю. Н., Акимов Р. И., Тарнополов Р. В. Метод повышения
доступности видеоинформационного ресурса. Проблемы информатизации:
материали втор. междун. науч.-практ. конф. (Киев, 12–13 апр. 2014 г.). Киев:
Гос. ун-т телекоммуникаций, 2014. С. 9.
11. Рябуха Ю. М., Акімов Р. І., Бараннік В. В., Тарнополов Р. В.
Технологія декодування потоку відеоінформації із заданим рівнем цілісності
в інфокомунікаціях. Проблеми і перспективи розвитку ІТ-індустрії:
матеріали VІ міжнар. наук.-практ. конф. (Харків, 17–18 квіт. 2014 р.). Харків:
Нац. екон. ун-т., 2014. С. 238.
12. Рябуха Ю. Н., Комолов Д. И., Тарнополов Р. В. Анализ эффективности
технологий шифрования в процессе формирования видеопотока. ITSEC:
materials of the 4th
Intern. scient. conf. (Київ, 20–23 трав. 2014 р.). Київ: Нац.
авіац. ун-т., 2014. С. 60.
13. Баранник В. В,. Твердохлеб В. В., Тарнополов Р. В., Школьник А. Ю.
Способ управления параметрами компрессии видеопотока в
инфокоммуникациях. Інформаційні технології та ком’ютерна інженерія:
матеріали четв. міжн. наук.-практ. конф. (Вінниця 28-30 трав. 2014 р.).
Вінниця: Він. нац. техн. ун-т., 2014. С. 244-245
14. Баранник В. В., Акимов Р. И., Рябуха Ю. Н., Тарнополов Р. В.
Технология повышения безопасности динамического
видеоинформационного ресурса. Інформаційні технології: наука, техніка,
технологія, освіта, здоров’я: матеріали ХXIІ міжнар. наук.-практ. конф.
(Харків 21–23 трав. 2014 р.). Харків: Нац. техн. ун-т «ХПІ»., 2014. С. 50–51.
15. Баранник В.В,. Сидченко С.А., Тарнополов Р.В. Технология
селективной защиты видеоданных. Проблеми інформатики та моделювання:
матеріали чотирн. міжнар. наук.-техн. конф. ( Харків – Ялта 22 – 28 вер.
2014р.). Харків: Нац. техн. ун-т "ХПІ", 2014.С. 3.
16. Barannik V., Bekirov A., Tarnopolov R. Functional transformation for
direct embedding steganographic methods. IEEE East-West Design & Test:
materials of International Symposium, (Kiev, Ukraine, September, 26–29, 2014).
Kiev: 2014. P. 322-324.

19. 17
17. Barannik V., Komolov Dm., Ryabukha Yu., Tarnopolov R. A methodology
of video stream selective protection by reference frames. The Experience of
Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM’2015):
materials of the XIII International Conference, (Polyana-Svalyava, Ukraine,
February, 24–27,). Polyana-Svalyava: 2015. P. 29–31.
18. Баранник В. В., Комолов Д. И., Тарнополов Р. В., Отман Шади О. Ю.
Методология селективной защиты видеопотока по базовым кадрам для
ведомственных систем. Інформаційна безпека України: матеріали наук.-техн.
конф., (Київ 12–13 берез. 2015 р.). Київ: нац. ун-т імені Тараса Шевченка,
2015. С. 25.
19. Бараннік В.В., Сидченко С.А., Тарнополов Р.В., Мусиенко А.П. Метод
кодування двійкових даних для їх захисту в умовах інформаційного
протиборства. Інформаційні технологіїта комп’ютерна інженерія:
матеріали п’ят. міжн. наук.-практ. конфер. (Івано-Франківськ – Вінниця, 27-
29 травня 2015 р.) Івано-Франківськ: 2015. С. 141-142
20. Баранник В. В., Подлесный С. А., Тарнополов Р. В., Твердохлеб В. В.
Анализ информационной безопасности видеоинформационного ресурса.
Проблемы информатики і моделирования: материалы науч.-техн. конф.
(Харків–Одеса, 14–18 верес. 2015 р.). Харків–Одеса: 2015. С. 18.
21. Barannik V. V., Sidchenko S. A., Tarnopolov R. V., Tupitsya I. M. The
method of crypto-semantic presentation of images based on the floating scheme in
the basis of the upper boundaries. IEEE Problems of Infocommunications. Science
and Technology (PICS&T’2015): materials of IEEE Second International
Scientific-Practical Conference. (Kharkiv, Ukraine, October 13–15, 2015).
Kharkiv: 2015. P. 244–247.
22. Barannik V. V., Sidchenko S. A., Tarnopolov R. V., Tupitsya I. M. The
process of forming layers of bit zones in the method of crypto-semantic
presentation of images on the basis of the floating scheme. Advanced Information
and Communication Technologies-2015 (AICT'2015): materials of 1st
International
Conference, (Lviv, Ukraine, October, 29 – November, 1, 2015). Lviv: 2015. P. 77–
80.
23. Barannik V. V., Komolov Dm., Musienko A. P., Tarnopolov R. V.
Methodological basis for determining the energy significance of the structural unit
of a video frame based on the estimation of low-frequency components of the
matrices of the DCT blocks of the luminance component. Modern Problems of
Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET’2016):
materials of XIV International Conference, Lviv–Slavske, Ukraine, February, 22–
26, 2016 . Lviv–Slavske: 2016. P. 572–574.
24. Баранник В.В., Підлісний С.А., Тарнополов Р.В. Оценка влияния
битовой ошибки на пакет упорядоченных кодов переменной длины в
технологиях защиты информации от кибератак. Забезпечення кібербезпеки
та захисту іформації: матеріали міжнар. наук.-практ. Конф. (Київ 24-27 лют.
2016 р). Київ: 2016. С. 24-27.

20. 18
25. Шульгин С., Тарнополов Р., Стасев С. Технологія визначення
значимого сегменту відеокадру. Захист інформації і безпека інформаційних
систем: матеріали V міжн. наук.-техн. конф. (Львів 02 - 03 черв. 2016 р).
Львів: Нац. ун-т “Львівська політехніка”. С. 23 – 25.
26. Barannik V., Komolov Dm., Krivonos V., Belikova T., Tarnopolov R.
Estimate of the capacity of the closed video channel for the method based on the
selection of relevant structural units. IEEE East-West Design & Test: materials of
International Symposium, Batumi, 2016. Batumi: 2016 Р. 325–328.
27. Хаханова А. В. Тарнополов Р. В. Двухкаскадное преобразование
информации для повышения безопасности информационных ресурсов.
Проблеми кібербезпеки інформаційно-телекомунікаційних систем: матеріали
наук.-техн. конф. (Київ 2016 р.). Київ: 2016. С. 87.
28. Баранник В.В., Тарнополов Р. В., Супрун О. В., Яливец К. В. Метод
селекции значимых структурных единиц видеокадра для кодирования
видеоданных. АВІА-2017: матеріали XIII Міжн. наук.-техн. конф., (Київ, 19–
21 квіт., 2017). Київ: 2017. С. 36–39.
АНОТАЦІЯ
Тарнополов Р.В. Метод підвищення оперативності доставки
відеоінформації для інформаційних технологій закриття відеопотоку. –
Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового степеня кандидата технічних наук за
спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Черкаський державний
технологічний університет, Черкаси - 2017
У дисертаційній роботі вирішене актуальне наукове завдання, яке полягає
в необхідності підвищення оперативності доставки відеоінформації на основі
її селективної обробки для інформаційних технологій закриття відеопотоку
для відомчих систем відеоконференцзв’язку. Основні результати роботи
полягають в розробці методу підвищення оперативності і конфіденційності
доставки потоку відеокарів на основі їх селективної обробки та двійкового
структурного кодування відповідних шифрограм з врахуванням
особливостей розподілу двійкових серій. Для базового кадру виявлення
значущих інформаційних складових досягається з врахуванням одночасної
селекції за інтегрованою інформацією по низькочастотним і
високочастотним компонентам трансформанти. Створено метод
реконструкції закритого відеопотоку, на основі врахування наявності
значущих структурних складових, який базується на тому, що: відновлення
базового відеокадру здійснюється з врахуванням наявності закритих
інформаційних складових, які додатково представлені кодовими
конструкціями в структурному двійковому просторі; реконструкція закритих
інформаційних складових проводиться на основі структурного декодування в
двійковому просторі.

21. 19
Ключові слова: відомчий відеоконференцзв’язок; оперативність доставки
відеопотоку; конфеденційність відеоінформації; селекція інформативних
складових базового кадру.
АНОТАЦИЯ
Тарнополов Р.В. Метод повышения оперативности доставки
видеоинформации для информационных технологий закрытия видеопотока.
– Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
по специальности 05.13.06 – информационные технологии. – Черкасский
государственный технологический университет, Черкассы - 2017
В диссертационной работе решена актуальная научная задача, которая
заключается в необходимости повышения оперативности доставки
видеоинформации на основе ее селективной обработки для информационных
технологий закрытия видеопотока для ведомственных систем
видеоконференцсвязи. Основные результаты работы заключаются в
разработке метода повышения оперативности и конфиденциальности
доставки потока видеокадров на основе их селективной обработки и
двоичного структурного кодирования соответствующих шифрограмм с
учетом особенностей распределения двоичных серий. Это позволяет
повысить конфиденциальность видеоинформации и снизить временные
задержки на ее доставку без потерь достоверности информации. Для
базового кадра выявления значимых информационных составляющих
достигается с учетом одновременной селекции с использованием
интегрированной информации по низкочастотным и высокочастотным
компонентам трансформанты. Это позволяет автоматически определять
области видеодокумента, обладающие выраженными контрастными,
структурными и яркостными перепадами. В зависимости от установленных
пороговых значений, определяющих уровень семантической сложности,
происходит более точное выделение значимых областей видеоизображения.
Это позволяет уменьшить площадь закрываемых объектов, которые несут
важную информацию в ведомственных видеоинформационных системах.
Создан метод реконструкции закрытого видеопотока на основе учета
наличия значимых структурных составляющих, который базируется на том,
что: восстановление базового видеокадра осуществляется с учетом наличия
закрытых информационных составляющих, которые дополнительно
представлены кодовыми конструкциями в двоичном структурном
пространстве; реконструкция закрытых информационных составляющих
проводится на основе структурного декодирования в двоичном пространстве.
Проводится оценка эффективности разработанного метода повышения
оперативности и конфиденциальности обработки видеоинформации для
ведомственных систем видеоконференцсвязи на основе селективного

22. 20
кодирования для информационных технологий закрытия информации. Это
обеспечивает качество предоставления видеоинформационных услуг в
режиме закрытия видеопотока. Также проводится оценка степени закрытия
видеоинформационного потока по базовому кадру в случаи
несанкционированного доступа к видеоресурсу. Это позволяет выполнить
ведомственные требования по обеспечению конфиденциальности и
оперативности при передаче видеоинформационного ресурса в условиях
повышенной частоты кадров. При этом качество восстановленных
видеоданных выше, чем при использовании других методов скрытия. Это
происходит за счет того, что в процессе кодирования учитывается обработка
значимых структурных единиц базового видеокадра.
Ключевые слова: ведомственная видеоконференцсвязь; оперативность
доставки видеопотока; конфиденциальность видеоинформации; селекция
информативных составляющих базового кадра.
ABSTRACT
Tarnolov R.V. The method of increasing the efficiency of video information
delivery for information technology to close the video stream. – Manuscript.
Dissertation for obtaining the scientific degree of the PhD in specialty 05.13.06
– Information Technology. – Cherkasy State Technological University, Cherkasy –
2017.
In the dissertation the actual scientific task is solved, which consists in the
necessity of increasing the efficiency of video information delivery on the basis of
its selective processing for information technologies, closing video stream for
departmental systems of video conferencing.
The main results of the work are to develop a method for increasing the
efficiency and confidentiality of the video frames flow on the basis of their
selective processing and binary structural coding of the corresponding cryptogram
taking into account the peculiarities of the distribution of binary series. For the
base frame detection of significant information components is achieved taking into
account the simultaneous selection of integrated information on low-frequency and
high-frequency component transformants. The method of closed video stream
reconstruction is created, based on the consideration of the significant structural
components presence, is based on the following: based on the availability of closed
information components that are additionally represented by code structures in the
structural binary space. The reconstruction of closed information components is
based on structural decoding in binary space.
Keywords: departmental videoconferencing; efficiency of video stream
delivery; confidentiality of video information; selection of informative
components of the base frame.