СУЧАСНІ МЕТОДИ ТА ПРОБЛЕМИ ЦИФРОВОГО ВОДЯНОГО МАРКУВАННЯ АУДІОКОНТЕНТУ

Анотація

Проблема. Цифровізація інформації значно спростила процеси створення аудіоконтенту, його поширення та обміну ним. Проте зростання доступності цифрових медіа призвело до збільшення випадків несанкціонованого копіювання та розповсюдження аудіофайлів, що порушує права інтелектуальної власності. Наразі для захисту аудіоконтенту використовуються різні методи, зокрема шифрування файлів, управління цифровими правами (DRM), технології цифрових водяних знаків, методи аутентифікації тощо. Цифрові водяні знаки виділяються серед цих технологій завдяки здатності забезпечувати слідкування за контентом і дозволяти ідентифікацію походження файлів. Такі методи надають змогу визначати власника та захищати контент навіть при його подальшому розповсюдженні. Однак, незважаючи на досягнення, залишається ряд невирішених проблем. Найбільш вагомими серед них є: забезпечення стійкості водяних знаків до різних видів аудіообробки та якісне приховування водяних знаків, які повинні бути непомітними для слухачів і зберігати якість звуку. Потреба в більш надійних та універсальних методах захисту контенту залишається актуальною темою для наукових досліджень і розробок сьогодення.
Мета. Дослідити сучасний стан галузі цифрового нанесення водяних знаків на аудіоконтент, методи та технології процесу глибокого цифрового водяного маркування аудіоконтенту, оцінити їх рівень якості, безпеки та окреслити перспективні напрямки досліджень в царині цифрового водяного маркування аудіоконтенту. 
Методи. Для досягнення цієї мети, в роботі була використана комбінація якісних і кількісних методів дослідження. А саме, методи наукового дослідження зокрема, систематичний огляд та аналіз наукових статей, патентів, галузевих звітів щодо практичних реалізацій існуючих методів цифрового нанесення водяних знаків, методи аналізу безпеки та стійкості методів нанесення водяних знаків, зокрема метод DCT-MLP-LSB, інструментарій бенчмаркінгу (AudioMarkBench), для  проведення порівняльного аналізу стійкості та непомітності методів нанесення водяних знаків на основі їх загальної ефективності, метод співставлення результатів та метод синтезу результатів.
Основні результати дослідження. Базуючись на проведених дослідженнях отримано всебічне розуміння поточного стану цифрового маркування аудіоконтенту, Розглянуто основні сфери застосування та виділено перспективні напрямки застосування цих технологій. Зокрема виокремлено 7 основних сегментів використання цифрових водяних знаків для аудіоконтенту: - автентифікація; - авторське право; - верифікація трансляції; - вимірювання аудиторії; - експертиза, - приховування даних; - спілкування. Аналіз літературних джерел засвідчує, що до 2020 року 80% досліджень у цій галузі проводились з метою водяного маркування конфіденційної інформації, і лише 20% для обробки стандартного контенту.
На сьогодні дослідження у цих двох сегментах розподілені рівномірно, практично досягнуто паритету.
Таке різке збільшення інтересу до водяного маркування стандартного контенту, спричинене стрімким розвитком алгоритмів штучного інтелекту. Досліджено та схематично відображено ключові аспекти двох основних процесів ( вбудовування / вилучення)  системи водяних знаків. Виокремлено та розглянуто 4 ключові параметри, що мають найбільш вагомий вплив на продуктивність систем нанесення водяних знаків на аудіоконтент: - безпека; - ємність; надійність; - непомітність.
Проведено дослідження оцінки ефективності сучасних методів цифрового водяного маркування аудіоконтенту та виявлено прогалини в існуючих дослідженнях. Зокрема, незважаючи на численні дослідження в галузі автоматичної класифікації звуків, сучасні методи лише частково відтворюють людське сприйняття. Як наслідок, ці методи добре працюють в одних випадках, та практично непридатні для використання у інших. Ми пропонуємо в пайплаймі гібридного алгоритму DCT-MLP-LSB з метою його розвитку замінити моделі MLP (багатошаровий перцептрон, Multi-Layer Perceptron) на модель SVM (метод опорних векторів, Support Vector Machine). Визначено основні напрямки перспективних досліджень у царині цифрового водяного маркування аудіоконтенту.
Висновки. Висновки статті засвідчують актуальність теми дослідження та окреслюють сегмент невирішених проблем в царині водяного маркування аудіоконтенту.