kỹ thuật thủy vân trong bảo vệ bản quyền video

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mẫu 3. Trang phụ bìa luận văn (title page) ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN LAN OANH KỸ THUẬT THỦY VÂN TRONG BẢO VỆ BẢN QUYỀN VIDEO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN LAN OANH KỸ THUẬT THỦY VÂN TRONG BẢO VỆ BẢN QUYỀN VIDEO Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Văn Tảo Thái Nguyên - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Văn Tảo. Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Thái Nguyên, tháng 09 năm 2011 Tác giả luận văn Nguyễn Lan Oanh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Văn Tảo đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp những tài liệu rất hữu ích để tôi có thể hoàn thành luận văn. Xin cảm ơn lãnh đạo Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi về mọi mặt trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, các bạn bè đồng nghiệp, những người luôn động viên, khuyến khích và giúp đỡ về mọi mặt để tôi có thể hoàn thành công việc nghiên cứu. Thái Nguyên, tháng 09 năm 2011 Tác giả luận văn Nguyễn Lan Oanh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT DCT Discrete cosine transform DWT Discrete wavelet transform MSE Mean squared error PSNR Peak signal-to-noise ratio SF Similarity factor WL Kỹ thuật giấu tin theo khối bit của Wu M.Y. và Lee J.H. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN VĂN Bảng Tên các bảng trong luận văn Trang 3.1 Tính bền vững của thuỷ vân theo Mehul R. và Priti R. trước các tấn công lên ảnh chứa thuỷ vân 49 3.2 Tính bền vững của thuỷ vân theo Tao P. và Eskicioglu A.M. trước các tấn công 51 3.3 Chất lượng ảnh chứa thuỷ vân và thuỷ vân tìm lại được theo kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT và ma trận số giả ngẫu nhiên 53 3.4 Tính bền vững của thuỷ vân trước một số tấn công theo kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT và ma trận số giả ngẫu nhiên 54 3.5 Một số thông tin về các mẫu thử 56 3.6 Tính bền vững vủa thuỷ vân trước tấn công nén 57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC HÌNH TRONG LUẬN VĂN Hình Tên các hình trong luận văn Trang 1.1 Lược đồ chung của quá trình giấu tin 6 1.2 Lược đồ chung của quá trình tách tin 7 1.3 Sự khác nhau giữa mã hóa và giấu tin 8 1.4 Phân loại các kỹ thuật giấu tin 17 1.5 Phân loại các kỹ thuật thuỷ vân 18 2.1 Ảnh gốc và năng lượng phân bố của ảnh qua phép biến đổi DCT 26 2.2 Phân chia 3 miền tần số ảnh của phép biến đổi DCT 27 2.3 Cấu trúc phân tích và ảnh phân tích được qua phép biến đổi sóng nhỏ hai chiều mức 2 31 2.4 Cấu trúc file Video 42 2.5 Quy trình nhúng thuỷ vân 43 2.6 Quy trình tách thuỷ vân 44 3.1 Nhúng thuỷ vân theo Mehul R. và Priti R. 48 3.2 Nhúng thuỷ vân theo Tao P. và Eskicioglu A.M. 50 3.3 Kết quả thuỷ vân sử dụng DWT và ma trận số giả ngẫu nhiên 52 3.4 Kết quả nhúng thuỷ vân vào 1 frame của file Video sử dụng phép biến đổi DCT 56 3.5 Kết quả tách thuỷ vân trước và sau khi nén 57 3.6 Kết quả nhúng thuỷ vân vào 1 frame của file Video sử dụng phép biến đổi DWT 58 3.7 Kết quả tách thuỷ vân trước và sau khi thay đổi tham số 59 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Quality Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MC LC MỞ DẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4. Ý nghĩa khoa học của đề tài 2 5. Bố cục của luận văn 3 Chương 1: Tổng quan về giấu tin 4 1.1 Định nghĩa giấu tin và vài nét về lịch sử giấu tin 4 1.1.1 Định nghĩa 4 1.1.2 Vài nét về lịch sử giấu tin 4 1.1.3 Mô hình kỹ thuật giấu tin và các thuật ngữ cơ bản 6 1.1.4 Sự khác biệt giữa mã hóa và giấu tin 8 1.2 Giấu tin trong dữ liệu đa phương tiện 9 1.2.1 Giấu tin trong ảnh 9 1.2.2 Giấu tin trong audio 11 1.2.3 Giấu tin trong video 12 1.2.4. Giấu tin trong văn bản 13 1.3. Giấu tin trong ảnh, những đặc trưng và tính chất 13 1.4 Các kỹ thuật giấu tin 16 1.4.1 Giấu tin mật và thủy vân số 17 1.4.2 Các yêu cầu cơ bản của giấu tin mật và thủy vân 20 1.5 Một số ứng dụng đang được triển khai 21 Chương 2: Một số phương pháp thủy vân ảnh 23 2.1. Kỹ thuật thuỷ vân sử dụng phép biến đổi cosin rời rạc 25 2.1.1. Phép biến đổi cosin rời rạc 25 2.1.2. Kỹ thuật thuỷ vân của Shoemarker C. 28 2.2. Một số kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi sóng nhỏ 31 2.2.1. Phép biến đổi sóng nhỏ (DWT) 31 2.2.2. Kỹ thuật thuỷ vân của Mehul R. và Priti R. 32 [...]... tài Kỹ thuật thủy vân trong bảo vệ bản quyền Video nghiên cứu kỹ thuật đọc, tách nội dung Video ra thành các thành phần, sử dụng kỹ thuật thủy vân bền vững trong ảnh để thực hiện quá trình nhúng thủy vân vào các khung hình; thực hiện quá trình tổng hợp để được Video chứa thông tin thủy vân và ngược lại 3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Định dạng file Video, các thành phần cấu thành Video - Kỹ thuật. .. xử lý dữ liệu Video - Một số kỹ thuật thủy vân bền vững trong Video 4 Ý nghĩa khoa học của đề tài Về lý thuyết, kết quả của đề tài là đề xuất kỹ thuật đọc, xử lý và tách dữ liệu Video ra thành các thành phần âm thanh, ảnh và quy trình tạo lại Video từ các thành phần đã tách; kỹ thuật thủy vân Video trong bảo vệ bản quyền Về thực nghiệm, kết quả đề tài làm phong phú thêm nguồn dữ liệu trong so sánh,... sai lệch thuỷ vân do xuyên tạc và sai lệch do lỗi đường truyền Ngược lại, với kỹ thuật thuỷ vân dễ vỡ là kỹ thuật thuỷ vân bền vững (robust) Các kỹ thuật thuỷ vân bền vững thường được ứng dụng trong các ứng dụng bảo vệ bản quyền Trong những ứng dụng đó, thuỷ vân đóng vai trò là thông tin sở hữu của người chủ hợp pháp Thuỷ vân được nhúng trong sản phẩm như một hình thức dán tem bản quyền Trong trường... dụng của thủy vân rất lớn, mỗi ứng dụng lại có những yêu cầu riêng và tính chất riêng, do đó các kỹ thuật thuỷ vân cũng có những tính năng khác biệt tương ứng: Thuỷ vân số Thuỷ vân bền vững Thuỷ vân ẩn Thuỷ vân hiện Thuỷ vân dễ vỡ Thuỷ vân ẩn Thuỷ vân hiện Hình 1.5 Phân loại các kỹ thuật thủy vân Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 19 Các kỹ thuật thuỷ vân trên...2.2.3 Kỹ thuật thuỷ vân của Tao P và Eskicioglu A M 34 2.2.4 Phát triển một kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT 37 2.3 Thuỷ vân số trên file Video 42 2.3.1 Cấu trúc file Video 42 2.3.2 Thủy vân trong Video 43 Chương 3: Thử nghiệm và đánh giá kết quả 46 3.1 Kiểm tra tính trong suốt và tính bền vững của thủy vân 46 3.1.1 Kiểm tra tính trong suốt của thủy vân. .. toàn và bảo mật thông tin của kỹ thuật giấu tin được thể hiện ở hai khía cạnh Một là bảo vệ cho dữ liệu đem giấu và hai là bảo vệ cho chính đối tượng được sử dụng để giấu tin Tương ứng với hai khía cạnh đó chúng ta có hai khuynh hướng kỹ thuật rõ ràng đó là giấu tin mật (steganography) và thuỷ vân số (watermarking) Từ “thuỷ vân có xuất xứ từ kỹ thuật đánh dấu nước thời xưa Kỹ thuật này là kỹ thuật đánh... sản phẩm giấy Trong kỹ thuật giấu tin mật, thông tin cần giấu được gọi là thông điệp (message) còn trong kỹ thuật thuỷ vân số thì được gọi là thuỷ vân (watermark) Thuỷ vân có thể là một chuỗi các kí tự, hay một hình ảnh, logo nào đó Nói đến thuỷ vân số là nói đến kỹ thuật giấu tin hướng đến những ứng dụng bảo đảm an toàn dữ liệu cho đối tượng được sử dụng để giấu tin như: bảo vệ bản quyền, phát hiện... về khía cạnh an toàn và bảo mật thông tin trong kỳ làm luận văn tốt nghiệp cao học, tôi chọn đề tài Kỹ thuật thủy vân trong bảo vệ bản quyền Video Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Hiện tại đã có nhiều thuật toán về giấu tin trong ảnh, giấu tin trong âm thanh Video được cấu tạo từ nhiều thành phần, trong đó chủ yếu gồm âm... nhận thực thông tin và bảo vệ bản quyền tác giả Ta có thể lấy một ví dụ là các hệ thống chương trình trả tiền xem theo đoạn với các video clip (pay per view application) Các kỹ thuật giấu tin trong video đã được phát triển mạnh mẽ và cũng theo hai khuynh hướng thuỷ vân và giấu tin mật Trong báo cáo này chỉ quan tâm tới các kỹ thuật giấu tin trong video Một phương pháp giấu tin trong video do tác giả Cox... chất của từng kỹ thuật và ứng dụng những kỹ thuật đó Thuỷ vân “dễ vỡ” (fragile) là kỹ thuật nhúng thuỷ vân vào trong ảnh sao cho khi phân phối sản phẩm trong môi trường mở nếu có bất cứ một phép biến đổi nào làm thay đổi đối tượng sản phẩm gốc thì thuỷ vân đã được giấu trong đối tượng sẽ không còn nguyên vẹn như trước khi giấu nữa (dễ vỡ) Các kỹ thuật thuỷ vân có tính chất này được sử dụng trong các ứng . Bitmap). Đề tài Kỹ thuật thủy vân trong bảo vệ bản quyền Video nghiên cứu kỹ thuật đọc, tách nội dung Video ra thành các thành phần, sử dụng kỹ thuật thủy vân bền vững trong ảnh để thực hiện. phú thêm nguồn dữ liệu trong so sánh, đánh giá các kết quả của nhóm các kỹ thuật thủy vân trong Video, bước đầu đề xuất biện pháp kỹ thuật trong bảo vệ bản quyền sản phẩm Video. 3 Số hóa. cấu thành Video - Kỹ thuật xử lý dữ liệu Video - Một số kỹ thuật thủy vân bền vững trong Video 4. Ý nghĩa khoa học của đề tài Về lý thuyết, kết quả của đề tài là đề xuất kỹ thuật đọc,