CC BY
37
разом, получена гарантированная доставка асинхронных сообщений, не нарушающая работу основной очереди сообщений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Секунов Н.Ю. Обработка звука на РС. СПб. 2001. 1248с.
2. РихтерДж. Windows для профессионалов. СПб. 2002. 752с.
А.А. Зори, Р.З. Амиров ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО СЧИТЫВАНИЯ ШТРИХОВЫХ КОДОВ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
В связи с растущими объемами радиоактивных отходов (РАО) средней и слабой активности возникает задача надежной их изоляции от биосферы. Это реализуется прессованием отходов под давлением в пределах 4,9-107 - 6,8-107 Па, маркировкой полученных брикетов штриховым кодом (ШК) и последующей оптимальной укладкой брикетов в специальные контейнеры длительного хранения.
Дистанционное считывание маркера брикета и идентификация типоразмера брикета в экстремальных условиях (оптические, электромагнитные помехи, радиоактивность) для осуществления оптимальной укладки брикетов в контейнер реализуются информационно-измерительной системой (ИИС) идентификации типоразмеров брикетов [1]. Высокая скорость протекания технологического процесса утилизации радиоактивных отходов, а также выполнение ряда преобразований измерительного сигнала в оптическом и преобразующем каналах ИИС требуют высокоскоростной обработки информации, что может быть реализовано применением сигнального процессора. С его помощью реализуются алгоритмы обработки изображений, накопление измерительной информации, диагностика первичного измерительного преобразователя.
Идентификация типоразмера брикета в технологии утилизации радиоактивных отходов заключается в выполнении последовательности операций:
- прием первичным преобразователем отраженного от объекта контроля оптического сигнала;
- выполнение первичным преобразователем фотоэлектрических преобразований;
- дискретизация сигнала;
- обработка цифровым обработчиком информации полученного измерительного сигнала;
- идентификация типоразмера брикета.
Сложный оператор последовательных преобразований измерительного сигнала имеет вид
и ф = Р1 • Р2 • Рз • Р4 • Р5 • Рб • Р7,
где иф - сигнал на выходе цифрового обработчика информации; Р1 - оператор излу-
чения оптического сигнала объектом; Р2 - оператор воздействия среды распространения сигнала (СРС) на оптический сигнал; Р3 - оператор оптической системы приемника излучения; Р4 - оператор фотоэлектрического преобразования измерительного сигнала; Р5 - оператор преобразования фототока в напряжение; Р6 - оператор дискретизации; Р7 -оператор цифровой обработки измерительного сигнала.
На основании полученной последовательности операций преобразования оптического сигнала в значение геометрического параметра объекта контроля разработана структурная схема ИИС идентификации типоразмеров брикетов (рис. 1).
ИИС состоит из двух каналов - оптического и преобразующего (электронного). К первому относятся устройство помехоустойчивой подсветки и оптическая система. В качестве носителя информации используется оптический сигнал. К преобразующему каналу относятся остальные устройства, и носителем информации в этом случае является электрический сигнал.
Усройство помехоустойчивой подсветки
Хэм
СРС
Оптическа
система
&ШІ
Устрой- |
ство пре-образо- Согла-| вания сующее оптичес- звено кого сигнала І I
Устрой- 1 I Си Си
ство І 1
согласо- о- р и есмт
вания ' вой ем
электри- пре°б-, т* Устрой-
ческих 1 разова- ^ ство об-
характе- тель ин-"^| работки |
ристик форма- нфор-
измери- ции мации
тельного ра
сигнала |
Ідоп
ная ма-гист-раль I
Видеокамера
АЦП
ЭВМ
Оптический канал ИИС
Преобрзующий канал ИИС
Рис. 1.
В технологии утилизации РАО для идентификации типоразмеров брикетов, маркированных ШК в виде концентрических окружностей, должны быть решены информационные задачи обнаружения, различения и восстановления сигнала. В рассматриваемом процессе первая задача состоит в обнаружении информационно-измерительной системой стартстопных и масштабного символов в штриховом коде.
Погрешность идентификации типоразмера брикета зависит от достоверности обнаружения сигнала. Достоверность оценивается через величины вероятности ошибок двух родов [2]:
1) ошибка первого рода («ложная тревога») - обнаружение сигнала при его отсутствии в смеси сигнала и помехи;
2) ошибка второго рода («пропуск сигнала») - сигнал не обнаруживается при его наличии в смеси.
Наличие ошибок первого и второго рода обусловлено двумя факторами:
1) смещение центра маркера относительно центра сканера на величину 8;
2) изменение ширины сигнала, соответствующего графическому портрету маркера, вызванное помехами канала ИИС.
Исследования смещения брикета на транспортере относительно камеры позволили установить, что оно описывается нормальным законом распределения с характеристиками: т = 0 ; о=1,4. Ошибка первого рода Рл.т.(Х) не имела места, так как полезный сигнал при отсутствии смещения всегда обнаруживался. Вероятность ошибки второго рода при обнаружении сигнала для рассматриваемого случая описывается зависимостью вероятности пропуска сигнала от величины смещения камеры и маркера РдДХ^^а) (рис.2). Рекомендуемое пороговое значение смещения 8п = 6о =3 мм обеспечивает вероятность пропуска сигнала порядка Рп с(Х) = 0,05.
’п-
’п
Р
п.с
Рис.2
Функция распределения помехи в канале ИИС описывается нормальным законом распределения с характеристиками: т = 0,5; о=0,0197. При проведении исследований изменения ширины сигнала, вызванного помехами канала ИИС, ошибка первого рода не наблюдалась вследствие помехозащищенности структуры маркера. Имела место ошибка второго рода, и выполнены ее исследования. Построен график зависимости (рис.3), позволяющий определить пороговое значение флуктуаций сигнала.
Рп.с X 10
Рис. 3
Рекомендуемое значение порога флуктуаций сигнала Хп= 7о =0,14 мс обеспечивает вероятность пропуска сигнала порядка Рп.с(Х)=4,4-10"3.
Сравнительная характеристика пропуска сигнала для линейного ШК и ШК в виде концентрических окружностей, приведенная в таблице, позволила установить, что при равных условиях и допустимом угле считывания линейного ШК вероятность пропуска сигнала для ШК в виде концентрических окружностей ниже, что объясняется выбором ширины штрихов, обеспечивающей помехоустойчивый прием сигнала.
Изменение угла считывания а штрихового кода вызывает пропуск сигнала только в линейном ШК. Полученные результаты свидетельствуют о неэффективности применения линейного ШК в технологии утилизации РАО, так как величина пропуска сигнала, обусловленная факторами смещения центров сканера и маркера, помехами канала ИСС идентификации типоразмеров брикетов, увеличивается вследствие чувствительности такого ШК к углу его считывания. Следовательно, целесообразно применение ШК в виде концентрических окружностей.
Вероятность пропуска сигнала для различных типов ШК
Значение порога ШК в виде концентрических окружностей Линейный ШК
Вероятность пропуска сигнала, вызванная смещением центра сканера и маркера Вероятность пропуска сигнала, вызванная помехами канала ИИС Вероятность пропуска сигнала, вызванная изменением угла считывания
а 0 0 0,0055
2а 2,867-10-7 0 0,0223
3а 4,291 ■ 10-4 5,597-10-10 0,0515
4а 6,21 ■ 10-3 2,456-Ш-6 0,0948
5а 0,023 1,285-Ш"4 0,1547
6а 0,048 1, 149-10-3 0,2361
7а 0,077 4,375-10-3 0,3456
8а 0,106 0,01 0,4945
9а 0,133 0,019 0,7013
10а 0,159 0,028 1
Таким образом, выбранная ширина штрихов 1 • 10-3, 2-10"3, 4-10"3 м обеспечивает минимум погрешности при дистанционном измерении ширины штрихов маркера [3].
Выбраны значения порога смещения 8п = 3■ 10-3 м и порога флуктуаций сигнала
Хп = 0,14-10-3 с, обеспечивающие вероятность пропуска сигнала порядка Рпс = 0,05 и
Рпс = 4,4-10-3 соответственно.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Зори А.А., Амиров Р.З. Информационно-измерительная система идентификации типоразмеров брикетов // Наук. праці Донецьк. держ. техн. ун-ту. Сер.: Обчислювальна техніка та автоматизація. Донецьк. 2000. Вип. 20. С. 253 - 260.
2. Теория обнаружения сигналов / Под ред. П.А. Бакута. М.: Радио и связь, 1984.438 с.
3. Амиров Р.З. Информационно-измерительная система идентификации типоразмеров брикетов при пакетировании радиоактивных отходов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Донецк: Дон-НТУ, 2001. 19с.
А.В. Аграновский, А.В. Балакин, Н.В. Рутковский, Р.А.Хади КОНТРОЛЬ ИСКАЖЕНИЙ РАСТРОВЫХ ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, ВНОСИМЫХ СТЕГАНОГРАФИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ
Как известно, основная задача криптографии заключается в том, чтобы преобразовать передаваемую информацию таким образом, чтобы она стала недоступной для ознакомления предполагаемым противником. Однако для решения целого ряда задач информационной безопасности сегодня требуется не только сделать информацию недоступной, но и зачастую скрыть сам факт ее наличия в передаваемых сообщениях - такова классическая задача стеганографии. В последние годы стеганография, изучающая способы сокрытия данных, при которых скрывается наличие определенной информации в сообщении-контейнере, претерпевает стремительное развитие: методы стеганографии применимы теперь не только к графическим, но и к аудио, текстовым и другим видам данных [1].
Мы рассматриваем стеганографические системы, которые используют в качестве контейнеров растровые графические изображения. На стадии разработки стеганографической системы важно анализировать искажения, вносимые при сокрытии в пустой контейнер. Задача разработчика системы состоит в том, чтобы найти компромисс между величиной искажений, отчасти характеризующей надежность стеганографической системы, устойчивостью к уничтожению и пропускной способностью (отношению размера сообщения к размеру контейнера) [2].
Особое значение контроль искажений имеет в случае, если стоит задача уничтожения сокрытого в графическом изображении сообщения, так как для этого применяют различные типы разрушающих преобразований (применение фильтров, поворот изображения, размытие и т.д.). При выборе преобразований и их параметров важно оценивать не только стойкость атакуемой стеганографической системы к их применению, но и определять влияние этих преобразований на качество изображения.
Критерий оценки качества растровых графических изображений - это метрика между исходным (неискаженным, обозначим его I) и модифицированным (искаженным, обозначим его О) растровым графическим изображением [3]. Понятие качества мы определяем как меру восприятия человеком вносимых искажений в исходное изображение. Такое определение связанно с тем, что понятие качества весьма субъективно и его тяжело определить без опорной точки отсчета. С точки зрения контроля искажений, вносимых стеганографическими системами в графические изображения, немодифицирован-
