BÁO cáo bài tập lớn học PHẦN các kỹ THUẬT GIẤU TIN CHỦ đề TỔNG QUAN về âm THANH và kỹ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN tần số DWT

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN I -🕮🕮&🕮🕮 - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN : CÁC KỸ THUẬT GIẤU TIN CHỦ ĐỀ : TỔNG QUAN VỀ ÂM THANH VÀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN TẦN SỐ DWT GIẢNG VIÊN: NHÓM LỚP: NHÓM BÀI TẬP LỚN: Đỗ Xuân Chợ D18-017 09 THÀNH VIÊN MÃ SINH VIÊN Nguyễn Hoàng Anh Đồn Quang Nhân Đồn Văn Thìn Nguyễn Thanh Tùng Vũ Ngọc Cường Đào Xuân Phong B18DCAT006 B18DCAT177 B18DCAT241 B18DCAT225 B18DCAT025 B18DCAT182 DANH SÁCH THÀNH VIÊN VÀ ĐÓNG GÓP Thành viên Nguyễn Hồng Anh ● Quy trình tách tin Đồn Quang Nhân ● ● Tổng hợp làm báo cáo Sắp xếp khối hệ số Biến đổi DWT ngược Kết luận Nghiên cưu báo cáo demo Đoàn Văn Thìn ● Nghiên cứu báo cáo demo Nguyễn Thanh Tùng ● Tính chênh lệch khối Thay khối Chia khối Kết hợp khối Tổng quan phương pháp biến đổi DWT Biến đổi DWT Đóng góp ● ● ● ● Vũ Ngọc Cường ● ● Đào Xuân Phong ● ● DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình Các lĩnh vực giấu tin Hình 2 Quy trình giấu tin ảnh sử dụng DWT Hình Ví dụ biến đổi DWT Hình Biến đổi theo chiều ngang Hình Biến đổi theo chiều dọc Hình Ảnh trước sau biến đổi DWT Hình Ma trận điểm ảnh I Hình Ma trận điểm ảnh S Hình Ma trận điểm ảnh I sau biến đổi chiều ngang Hình 10 Ma trận điểm ảnh I sau biến đổi chiều dọc Hình 11 Ma trận điểm ảnh S sau biến đổi chiều ngang Hình 12 Ma trận điểm ảnh S sau biến đổi chiều dọc Hình 13 Ảnh phụ Sa Hình 14 Ảnh phụ Ia Hình 15 Ảnh phụ Ih Hình 16 Ảnh phụ Iv Hình 17 Ảnh phụ Id Hình 18 Khối ảnh phụ Ia Hình 19 Khối ảnh phụ Ih Hình 20 Khối ảnh phụ Iv Hình 21 Khối ảnh phụ Id Hình 22 Khối ảnh BSA Hình 23 Cơng thức RMSE Hình 24 Tổng quan quy trình biến đổi DWT biến đổi DWT ngược Hình 25 Ví dụ biến đổi DWT ngược theo chiều dọc(1) Hình 26 Ví dụ biến đổi DWT ngược theo chiều dọc(2) Hình 27 Ví dụ biến đổi DWT ngược theo chiều ngang(1) Hình 28 Ví dụ biến đổi DWT ngược theo chiều ngang(2) Hình 28.5 Quy trình tách tin Hình 29 Ảnh chứa,ảnh cần giấu tin ảnh chứa giấu tin Hình 30 Hình a Hình 31 Biểu đồ Histogram hình a Hình 32 Ảnh trước nhúng Hình 33 Ảnh sau nhúng Hình 34 Salt & pepper với mật độ 0.01 Hình 35 Gaussian với mật độ 0.01 Hình 36 Speckle với mật độ 0.01 Hình 37 Giao diện Hình 38 Giao diện giấu ảnh ảnh Hình 39 Chọn ảnh chứa Hình 40 Chọn ảnh nhúng Hình 41 Biến đổi dwt lần ảnh chứa Hình 42 Biến đổi dwt lần ảnh nhúng Hình 43 Ảnh chứa nhúng Hình 44 Ảnh tách tin Hình 45 Tính số MSE PSNR ảnh giấu tin ảnh tách tin Hình 46 Bắt lỗi ảnh chứa nhỏ ảnh nhúng(1) Hình 47 Bắt lỗi ảnh chứa nhỏ ảnh nhúng(2) Hình 48 Bắt lỗi ảnh chứa nhỏ ảnh nhúng(3) Hình 49 Giao diện giấu text ảnh Hình 50 Giao diện mã hóa text ảnh Hình 51 Giao diện mã hóa text ảnh(1) Hình 52 Giao diện mã hóa text ảnh(2) Hình 53 Giao diện mã hóa text ảnh(3) Hình 54 Giao diện mã hóa text ảnh(4) Hình 55 Giao diện mã hóa text ảnh(5) Hình 56 Giao diện mã hóa text ảnh(6) Hình 57 Giao diện mã hóa text ảnh(7) Hình 58 Giao diện tách text khỏi ảnh(1) Hình 59 Giao diện tách text khỏi ảnh(2) Hình 60 Giao diện tách text khỏi ảnh(3) Hình 61 Giao diện tách text khỏi ảnh(4) Hình 62 Giao diện tách text khỏi ảnh(5) Hình 63 Giao diện tách text khỏi ảnh(6) MỤC LỤC DANH SÁCH THÀNH VIÊN VÀ ĐĨNG GĨP DANH SÁCH HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN TRONG ẢNH DWT Tổng quan giấu tin ảnh Tổng quan giấu tin ảnh phương pháp DWT Các bước giấu tin Kết luận 18 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG DEMO I Giấu tin ảnh phương pháp LWT-DWT-SVD(Đoàn Văn Thìn) II Giấu ảnh ảnh giấu text ảnh phương pháp DWT(Đoàn Quang Nhân) CHƯƠNG 1: GIẤU TIN TRONG ẢNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP DWT 1.Tổng quan phép biến đổi DWT Giấu tin ảnh kỹ thuật giấu(nhúng) lượng thông tin số vào ảnh số.Có mục đích việc giấu thơng tin bao gồm : ● Bảo mật cho thông tind giấu ● Bảo mật cho đối tượng giấu tin Có thể nhận thấy khác biệt hai mục đích.Trong thực tế,hai mục đích phát triển thành hai lĩnh vực với yêu cầu tính chất khác Hình Các lĩnh vực giấu tin ⮚ Kỹ thuật giấu tin mật(Steganography) : Với mục đích đảm bảo an tồn bảo mật thơng tin giấu.Các kỹ thuật giấu tin mật tập trung cho thông tin giấu nhiều người khác khó phát thơng tin có giấu ảnh ⮚ Kỹ thuật thủy vân số(Watermarking) : Với mục đích bảo mật cho đối tượng giấu tin đánh dấu.Đảm bảo số yêu cầu đảm bảo tính bền vững,khẳng định quyền sở hữu hay phát xuyên tạc thông tin,… Các yêu cầu giấu tin ảnh: ● Tính bí mật giấu tin ảnh : Sự diện giấu tin ảnh không làm ảnh hương tới chất lượng ảnh chèn tin ● Tính bền giấu tin:Cho phép tin tồn qua phép biến đổi ảnh,biến dạng hình học hay hình thức cơng cố ý khác ● Tính an tồn:Khơng thể xóa tin khỏi ảnh trừ ảnh biến đổi tới mức khơng cịn mang thơng tin 2.Tổng quan giấu tin ảnh phương pháp DWT ● Kỹ thuật biến đổi Wavelet rời rạc (Discrete Wavelet Transformation DWT)  ứng dụng ứng dụng wavelet.  ● DWT thực miền tần số, mục đích phép biến đổi nhằm thực thay đổi hệ số chuyển đổi ảnh chứa, sau thực chuyển đổi ngược lại để thu ảnh nhúng tin ● Phương pháp biến đổi DWT phương pháp có ưu điểm phương pháp DCT vì: ● DCT tính tốn cách độc lập khối pixel nên lỗi mã hóa gây khơng liên tục khối thu ● DWT thao tác toàn ảnh Nó tách ảnh thành dải tần số khác mà giữ thông tin khơng gian.Việc cân tính bền vững tính vơ hình thực cách hồn chỉnh ● Sơ đồ quy trình giấu tin ảnh sử dụng DWT: Hình 2 Quy trình giấu tin ảnh sử dụng DWT 3.Các bước giấu tin 3.1 Biến đổi DWT ● ● ● ● ● Việc biến đổi DWT thực cách dễ dàng thuật toán kim tự tháp.  Bằng cách kết hợp lọc low-pass high-pass, ảnh phân tích thành dải: thấp-thấp (low-low LL), thấp-cao (low-high LH), cao thấp (high- low HL) cao-cao (high-high HH) Để thu hệ số wavelet nhỏ dải LL phân tách nhỏ thu mẫu con.  Quá trình xử lí thực lại vài lần tùy theo yêu cầu người dùng.  Hơn nữa, từ hệ số DWT này, ta xây dựng lại ảnh gốc.  Quá trình xây dựng gọi đảo ngược DWT (IDWT) Việc tách wavelet đƣợc thực cách dễ dàng thuật toán kim tự tháp Bằng cách kết hợp lọc low-pass high-pass, ảnh đƣợc phân tích thành dải: thấp-thấp (low-low LL), thấp-cao (low-high LH), caothấp (high- low HL) cao-cao (high-high HH) Để thu đƣợc hệ số wavelet nhỏ dải LL phân tách nhỏ thu mẫu Quá trình xử lí thực lại vài lần tùy theo yêu cầu người dùng Hơn nữa, từ hệ số DWT này, ta xây dựng lại ảnh gốc Quá trình xây dựng gọi đảo ngược DWT (IDWT) Nhìn chung, thủy vân nhúng vào dải LL bền vững trước công gây suy giảm chất lượng ảnh Ngược lại, thay đổi hệ số wavelet cụ thể (dải HH), tin giấu dễ bị nhìn thấy dễ bị công thay đổi Thông thường thủy vân số nhúng vào dải tần số HL LH chúng cân đối hai điều trên, nghĩa đảm bảo tính bền vững vơ hình trước mắt người Hình Ví dụ biến đổi DWT Bước 1: ● Thực quét điểm ảnh từ trái sang phải theo chiều ngang Sau thực phép cộng phép trừ điểm ảnh lân cận Sau lặp lại q trình tới tất dòng xử lý Điểm ảnh tổng đại diện cho phần tần số thấp (L) điểm ảnh hiệu đại diện cho phần tần số cao (H)Lưu trữ tổng bên trái hiệu bên phải, hình: Hình Biến đổi theo chiều ngang ● Bước 2: ● Quét điểm ảnh từ xuống theo chiều dọc Thực phép cộng phép trừ điểm ảnh lân cận lưu trữ tổng phía trên, hiệu phía Sau lặp lại trình tới tất cột xử lý Như hình: Hình Biến đổi theo chiều dọc ● Cuối thu dải tần phụ biểu LL, LH, HL, HH tương ứng Dải LL phần tần số thấp trơng giống với hình ảnh ban đầu Hình Ví dụ ảnh trước sau biến đổi DWT ● Sau thực biến đổi DWT, từ ảnh gốc I thu ảnh phụ (IA, IH, Iv, ID) tương ứng:  ● IA - hệ số xấp xỉ ● IH - hệ số chi tiết chiều ngang ● IV - hệ số chi tiết chiều dọc ● ID - hệ số chi tiết đường chéo         Làm tương tự với ảnh bí mật S thu ảnh phụ (SA, SH, Sv, SD) tương ứng ● Để hiểu rõ trình biến đổi DWT xét ví dụ sau: ● Đầu vào: Với ảnh chứa I dạng ma trận điểm ảnh 8x8 sau: Hình Ma trận điểm ảnh I ● Ảnh bí mật S dạng ma trận 4x4 sau: Hình Ma trận điểm ảnh S ● ● Đầu ra: Các ảnh phụ IA, IH, IV, ID, SA: Biến đổi ảnh chứa I: ● Biến đổi chiều ngang: Hình Ma trận điểm ảnh I sau biến đổi chiều ngang + Biến đổi chiều dọc: Hình 10 Ma trận điểm ảnh I sau biến đổi chiều dọc ● Biến đổi ảnh bí mật S: ● Biến đổi chiều ngang: Hình 11 Ma trận điểm ảnh S sau biến đổi chiều ngang ● Biến đổi chiều dọc: Hình 12 Ma trận điểm ảnh S sau biến đổi chiều dọc ● Thu ảnh phụ SA: Hình 13 Ảnh phụ Sa ● Thu ảnh phụ IA: Hình 14 Ảnh phụ Ia ● Ảnh phụ IH: 10 Hình 36 Speckle với mật độ 0.01 II.Giấu ảnh ảnh giấu text ảnh phương pháp DWT(Đồn Quang Nhân) Hình 37 Giao diện 1.Giấu ảnh ảnh phương pháp DWT 24 Hình 38 Giao diện giấu ảnh ảnh Nhấn nút “Chon Anh Chua” Hình 39 Chọn ảnh chứa Nhấn nút “Chon Anh Nhung” 25 Hình 40 Chọn ảnh nhúng Nhấn nút “Bien Doi DWT Lan Anh Chua” Hình 41 Biến đổi dwt lần ảnh chứa Nhấn nút “Bien Doi DWT Lan Anh Nhung” 26 Hình 42 Biến đổi dwt lần ảnh nhúng Nhấn nút “Anh Giau Tin” 27 Hình 43 Ảnh chứa nhúng Nhấn nút “Anh Tach Tin” 28 Hình 44 Ảnh tách tin Nhấn nút “MSE Giau Tin”,”PSNR Giau Tin”,”MSE Tach Tin”,”PSNR Tach Tin” Hình 45 Tính số MSE,PSNR ảnh giấu tin ảnh tách tin Nhấn nút “Chon Anh Chua” 29 Hình 46 Bắt lỗi ảnh chứa nhỏ ảnh nhúng(1) Nhấn nút “Anh Nhung” Hình 47 Bắt lỗi ảnh chứa nhỏ ảnh nhúng(2) Hệ thống thấy kích thước ảnh nhúng nhỏ kích thước ảnh chứa,hiện lên thơng báo ảnh 30 Hình 48 Bắt lỗi ảnh chứa nhỏ ảnh nhúng(3) 2.Giấu text ảnh phương pháp DWT Hình 49 Giao diện giấu text ảnh 31 Hình 50 Giao diện mã hóa text ảnh Nhập text cần giấu vào đầu tiên,và nhấn nút “Đổi Text Sang Mã Nhị Phân” Hình 51 Giao diện mã hóa text ảnh(1) 32 ấn nút “Mã Hóa AES Mã Nhị Phân” Hình 52 Giao diện mã hóa text ảnh(2) File AES_encrypted.txt sinh Hình 53 Giao diện mã hóa text ảnh(3) Chọn ảnh chứa để giấu text ảnh,ấn nút”Chọn Ảnh Chứa” Hình 54 Giao diện mã hóa text ảnh(4) Ấn nút “giấu tin ảnh chứa” 33 Hình 55 Giao diện mã hóa text ảnh(5) Ấn nút “Histogram ảnh chứa”,”Histogram Ảnh Đã Nhúng”,”PSNR”,”MSE” Hình 56 Giao diện mã hóa text ảnh(6) File ảnh stego_image.png sinh 34 Hình 57 Giao diện mã hóa text ảnh(7) Giao diện giải mã ảnh nhúng Hình 58 Giao diện tách text khỏi ảnh(1) Ấn nút chọn ảnh nhúng 35 Hình 59 Giao diện tách text khỏi ảnh(2) Hình 60 Giao diện tách text khỏi ảnh(3) Ấn nút “Tách Tin” 36 Hình 61 Giao diện tách text khỏi ảnh(4) Ấn nút “giải mã AES sang mã nhị phân” Hình 62 Giao diện tách text khỏi ảnh(5) Ấn nút “Giải mã nhị phân sang text” 37 Hình 63 Giao diện tách text khỏi ảnh(6) 38 ... DANH SÁCH THÀNH VIÊN VÀ ĐĨNG GĨP DANH SÁCH HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN TRONG ẢNH DWT Tổng quan giấu tin ảnh Tổng quan giấu tin ảnh phương pháp DWT Các bước giấu tin Kết luận 18 CHƯƠNG... chất khác Hình Các lĩnh vực giấu tin ⮚ Kỹ thuật giấu tin mật(Steganography) : Với mục đích đảm bảo an tồn bảo mật thơng tin giấu .Các kỹ thuật giấu tin mật tập trung cho thông tin giấu nhiều người... biến đổi DWT Giấu tin ảnh kỹ thuật giấu( nhúng) lượng thơng tin số vào ảnh số. Có mục đích việc giấu thông tin bao gồm : ● Bảo mật cho thông tind giấu ● Bảo mật cho đối tượng giấu tin Có thể nhận