METHOD OF ENCODING VIDEO DATA IN SPECTRAL-PARAMETRIC SPACE

2024;
: 61-69
1
Heroiv Krut Military Institute of Telecommunications and Informatization
2
Kharkiv National University of Radio Electronics
3
Kharkiv National University of the Air Force
4
Lviv Polytechnic National University

It is shown that the development of modern infocommunication systems is followed by the trend of widespread use of wireless technologies. The level of intellectualization of the protocols of their functioning is increasing. Accordingly, the characteristics of wireless infocommunication technologies for data transmission are increasing. This contributes to their use for data transmission from remote robotic platforms in the process of information support for the functioning of critical infrastructure. It is substantiated that the transmission of video data with the required level of bit intensity on the basis of existing on-board telecommunication technologies is organized under conditions of significant time delays. Consequently, the level of efficiency of information delivery is lost. On the other hand, there are losses in the reliability of video information. It is argued that the option for solving the problem lies in the further development of technologies for encoding video information streams. The most common platform is the JPEG format. However, the city has disadvantages. They refer to the loss of compression levels in the event of a reduction in the potential for detecting psychovisual addictions. The article substantiates an approach for improvement, which consists in the use of an adapted coding technology in the spectral-parametric space. This approach consists in detecting subbands in spectral arrays and their subsequent parameterization with the formation of structural components at a significant level and length. Further processing is proposed to be carried out taking into account the informativeness of segments and reducing the amount of structural redundancy. An approach for constructing a technology for compression of spectral arrays with the detection of spectral sub-bands is substantiated. A model has been created to find the amount of information for transformed segments in the spectral-parametric space. This takes into account the available amount of redundancy, which is established by determining the constraints on the values of structural components. A method for encoding segments in spectral-parametric description has been developed. The main basic components of the method relate to the processing of sets of two-component structural-parametric components, taking into account the peculiarities of their content depending on the presence of quantization processes.

[1] Ільяшов О.А. До питання захисту інформаційно-телекомунікаційної сфери від стороннього кібернетичного впливу / О.А. Ільяшов, В.Л. Бурячок // Наука и оборона. – 2010. – №4. – С.35 – 41.

[2] Barannik V., Stepanko O., Nikodem J., Jancarczyk D.,Babenko Yu., Zawislak S. A Model for Representing Significant Segments of a Video Image Based on Locally Positional Coding on a Structural Basis. Smart and Wireless Systems within the Conferences on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems (IEEE IDAACS-SWS 2020): proceedings of IEEE 5nd International Symposium, 2020. P. 1–5. DOI: 10.1109/IDAACS-SWS50031.2020.9297068. 

[3] Алімпієв А.М. Теоретичні основи створення технологій протидії прихованим інформаційним атакам в сучасній гібридній війні / А.М. Алімпієв, В.В. Бараннік, Т.В. Белікова, С.О. Сідченко // Системи обробки інформації. – Харків: ХНУПС, 2017. – Вип. 4(150). – С. 113-121.

[4] V. Barannik, N. Kharchenko, O. Kulitsa, V. Tverdokhleb, , "The issue of timely delivery of video traffic with controlled loss of quality", in  13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET), 2016, pp. 902-904. DOI: 10.1109/TCSET.2016.7452220.

[5] Barannik, D., Kulitsa, O., Barannik, V.V., Tarasenko, D., Podlesny, S., The video stream encoding method in infocommunication systems. IEEE 14th International Conference on Advanced Trends in Radioelecrtronics, Telecommunications and Computer Engineering (IEEE TCSET 2018), 2018, pp. 538-541. DOI: 10.1109/TCSET.2018.8336259.

[6] Oleksii Dovbenko, Tatyana Belikova. Method of Increasing the Capacity of Information Threat Detection Filters in Modern Information and Communication Systems. Advanced Information and Communications Technologies (AICT 2019): proceedings of the ІЕЕЕ 3rd International Conference, 2019. P. 426-429. DОІ: 10.1109/AIACT.2019.8847754.

[7] Баранник В. В., Шульгін С. С., Онищенко Р. С., Ревва К. В., Яковенко О.В. Метод відновлення усічено-позиційних чисел в нерівномірно-діагональному спектральному просторі // Сучасна спеціальна техніка, №3, 2023, С. 33 – 42.

[8] Shamir A., Rivest R. L., Adleman L. M.  A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems. Communications of the ACM. 1978. Vol. 21. Iss. 2. P. 120–126. DOI: 10.1145/359340.359342.

[9] Баранник В.В. Обоснование значимых угроз безопасности видеоинформационного ресурса систем видеоконференцсвязи профильных систем управления / В.В. Баранник, А.В. Власов, С.А. Сидченко // Информационно-управляющие системы на ЖД транспорте. – 2014.   №3.   С. 24 – 31.

[10]  Belikova T. Decoding Method of Information-Psychological Destructions in the Phonetic Space of Information Resources. Advanced Trends in Information Theory (ATIT): proceedings of the 2nd IEEE International Conference, 2020. P. 87–91. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9349300.

[11]  Vladimir Barannik, Sergii Shulgin, Valerii Kozlovskyi, Roman Onyshchenko, Tatyana Belikova, Oleksandr Ihnatiev, Viacheslav Khlopiachyi. Method of recurrent truncated-positional coding video segments in uneven diagonal space. – Radioelectronic and computer systems, 2023, vol. 2, pp. 129-142. DOI: https://doi.org/10.32620/reks.2023.2.11.

[12]  X., Au O. C. , Zhou J., Liu Tang Y. Y. Designing an Efficient Image Encryption-Then-Compression System via Prediction Error Clustering and Random Permutation.   IEEE Transactions on Information Forensics and Security. 2014. Vol. 9, No. 1. P. 39–50. DOI: 10.1109/TIFS.2013.2291625.

[13]  Barannik, V. et al. (2023). Processing Marker Arrays of Clustered Transformants for Image Segments. In: Klymash, M., Luntovskyy, A., Beshley, M., Melnyk, I., Schill, A. (eds) Emerging Networking in the Digital Transformation Age. TCSET 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 965. Springer, Switzerland, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-24963-1_25.

[14]  Barannik, V., Barannik, N., Sidchenko, S., Khimenko, A. The method of masking overhead compaction in video compression systems, Radioelectronic and Computer Systems, 2021, no. 2, pp. 51–63. doi: https://doi.org/10.32620/reks.2021.2.05.

[15]  A. Skodras, C. Christopoulos, and T. Ebrahimi, "The jpeg 2000 still image compression standard," in IEEE Signal processing magazine, 2001, vol. 18 (5), pp. 36–58.

[16]  Minemura, K. and Moayed, Z. and Wong, K. and Qi, X. and Tanaka, K.: JPEG image scrambling without expansion in bitstream size. In.: 19th IEEE International Conference on Image Processing, pp. 261-264 (2012) DOI: 10.1109/ICIP.2012.6466845.

[17]  Баранник В. В., Шульгін С. С., Онищенко Р. С., Бабенко М.В., Єлісєєв Є.С. Концепція інтегрування інфокомунікаційної технології кодування відеосегментів до стандартизованих платформ  // Наукоємні технології.   2023.   № 4.   С. 13 – 22.

[18]  JPEG image scrambling without expansion in bitstream size [Text] / K. Minemura, Z. Moayed, K. Wong, X. Qi, K. Tanaka // Image Processing : proc. 19 th IEEE Int. Conf., 30 Sept.-3 Oct. 2012. – Orlando, FL, USA, 2012. – P. 261–264. DOI: 10.1109/ICIP.2012.6466845.

[19]  Бараннік , В. В., Шульгін , С. С., Бабенко , Ю. М., Онищенко , Р. С., Ревва , К. В., Белікова , Т. В. and Ігнатьєв , О. О. (2023) “Technology of Sliding Coding of Uneven Diagonal Sequences in Two-Dimensional Spectral Space of Transformants”, Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, (94), pp. 13-23. doi: 10.20535/RADAP.2023.94.13-23.

[20]  Deshmukh, M. An (n, n)-Multi Secret Image Sharing Scheme Using Boolean XOR and Modular Arithmetic [Text] / M. Deshmukh, N. Nain, M. Ahmed // Advanced Information Networking and Applications : proc. IEEE 30 th Int. Conf. (AINA), 23-25 March 2016. – Crans-Montana, Switzerland, 2016. – P. 690–697. DOI: 10.1109/aina.2016.56.

[21]  Бараннік В.В., Шульгін С.С., Семенченко О.А., Пчельніков С. І., Шейгас О.К. Обгрунтування підходу для побудови технологій кодування відеоінформації // Сучасна спеціальна техніка, №2, 2023, С. 14 – 23.

[22]  Barannik V., Barannik D. Barannik N.,  Indirect Steganographic Embedding Method Based On Modifications of The Basis of the Polyadic System. Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET’2020): proceedings of 15 th IEEE International Conference, 2020. P. 699–702. DOI: 10.1109/TCSET49122.2020.235522.

[23]  Володимир Бараннік , Сергій Шульгін, Дмитро Бараннік, Роман Оніщенко, К. Ревва Метод усічено-позиційного декодування трансформант за нерівномірно-діагональним форматом // Наукоємні технології.   2023.   № 3.   С. 280-288.

[24]  Wong K. W. Image encryption using chaotic maps. Intelligent Computing Based on Chaos. 2009. Vol. 184. P. 333–354. DOI: 10.1007/978-3-540-95972-4_16.

[25]  В. Бараннік, С. Шульгін, О. Ігнатьєв, Р. Онищенко, Ю. Бабенко, В. Бараннік Концепція функціональних перетворень для формування синтаксичного опису діагоналей трансформанти // Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія, Вип. 3, № 1, С. 24–34 (2023).

[26]  Wong K., Qi X., Minemura K., Moayed Z., Tanaka K. JPEG image scrambling without expansion in bitstream size. Image Processing: proceedings of the 19 th IEEE International Conference, 2012. P. 261–264. DOI: 10.1109/ICIP.2012.6466845.

[27]  Володимир Бараннік, Сергій Шульгін, Роман Оніщенко, К. Ревва, Олександр Ігнатьєв Метод формування інформативно-позиційної ваги для усічено-позиційної кодової системи представлення трансформованих відеосегментів // Наукоємні технології.   2023.   № 2.   С. 156-163.

[28]  Bаrаnnіk V.V., Kаrреnkо S. Mеthоd оf thе 3-D іmаgе рrоcеssіng. Mоdеrn Рrоblеms оf Rаdіо Еngіnееrіng, Tеlеcоmmunіcаtіоns аnd Cоmрutеr Scіеncе (ІЕЕЕ TCSЕT 2008): proceedings of  ІЕЕЕ Іntеrnаtіоnаl Cоnfеrеncе,  2008. P. 378-380.

[29]  Barannik, V. et al. (2023). A Method of Scrambling for the System of Cryptocompression of Codograms Service Components. In: Klymash, M., Luntovskyy, A., Beshley, M., Melnyk, I., Schill, A. (eds) Emerging Networking in the Digital Transformation Age. TCSET 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 965. Springer, Switzerland, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-24963-1_26

[30] Бараннік В.В., Шульгін С.С., Онищенко Р.С., Ігнтатьєв О.О. Методологія кодування трансформованих відеосегментів в усічено-позиційному просторі // Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського, Серія: Технічні науки : Том 34 (73) № 1, 2023, С 38 – 42.