Bảo vệ bản quyền ảnh số bằng kỹ thuật thủy vân dựa vào các phép biến đổi rời rạc (LV01403)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI HÀ THỊ LAN HƯƠNG BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH SỐ BẰNG KỸ THUẬT THỦY VÂN DỰA VÀO CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI RỜI RẠC LUẬN VĂN THẠC SĨ MÁY TÍNH HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI HÀ THỊ LAN HƯƠNG BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH SỐ BẰNG KỸ THUẬT THỦY VÂN DỰA VÀO CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI RỜI RẠC Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ MÁY TÍNH Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Bùi Thế Hồng HÀ NỘI, 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn nhận giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn khoa học, thầy cô trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện học tập, nghiên cứu giúp đỡ nhiều trình làm luận văn. Đặc biệt xin cảm ơn PGS.TS Bùi Thế Hồng tận tình hướng dẫn, bảo suốt trình học tập, nghiên cứu đề tài giúp hoàn thành luận văn này. Vĩnh Phúc, ngày 12 tháng 12 năm 2014 Học viên Hà Thị Lan Hương LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu hướng dẫn khoa học PGS. TS Bùi Thế Hồng. Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác. Học viên Hà Thị Lan Hương MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 1. Lý chọn đề tài 2. Mục đích nghiên cứu .1 3. Nhiệm vụ nghiên cứu .2 4. Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 5. Những đóng góp đề tài 6. Phương pháp nghiên cứu .2 7. Bố cục luận văn CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN VÀ THỦY VÂN TRÊN ẢNH SỐ 1.1. Bảo vệ quyền ảnh số 1.2. Tổng quan kỹ thuật giấu tin .4 1.3. Tổng quan ảnh 1.3.1. Ảnh 1.3.2. Các định dạng ảnh thông dụng 10 1.4. Những yêu cầu hệ thủy vân ảnh số 12 1.4.1. Yêu cầu chung 12 1.4.2. Yêu cầu riêng 13 1.5. Những công hệ thủy vân .14 1.6. Các ứng dụng hệ thủy vân .15 1.7. Những khuynh hướng tiếp cận kỹ thuật thủy vân 17 1.7.1. Hướng tiếp cận dựa miền không gian ảnh 17 1.7.2. Hướng tiếp cận sử dụng phương pháp khảo sát gián tiếp .18 CHƯƠNG 2. KỸ THUẬT THỦY VÂN TRÊN ẢNH SỐ DỰA VÀO CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI RỜI RẠC .20 2.1. Một số kỹ thuật bổ trợ cho kỹ thuật thủy vân số ảnh tĩnh 20 2.1.1. Các phép biến đổi miền không gian ảnh sang miền tần số .20 2.1.2. Kỹ thuật sinh chuỗi giả ngẫu nhiên .24 2.1.3. Các kỹ thuật trải phổ truyền thông 25 2.1.4. Các thuật toán kiểm định thủy vân .26 2.2. Các thuật toán thủy vân ảnh số dựa vào phép biến đổi rời rạc 27 2.2.1. Thủy vân ảnh số dựa vào phép biến đổi Cosine rời rạc .27 2.2.2. Thủy vân ảnh số dựa vào phép biến đổi sóng nhỏ rời rạc .32 2.2.3. Thủy vân ảnh số dựa vào phép biến đổi Fourier rời rạc 36 2.3. Kỹ thuật thủy vân ảnh tĩnh sử dụng kết hợp phép biến đổi rời rạc .39 2.3.1. Đôi nét phương pháp kết hợp phép biến đổi rời rạc .39 2.3.2. Kỹ thuật thủy vân sử dụng phép kết hợp DWT với DCT hai ma trận số giả ngẫu nhiên vào băng HL 41 CHƯƠNG 3. CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM .43 3.1. Các độ đo đánh giá hiệu thủy vân 43 3.1.1. Đánh giá chất lượng ảnh chủ thủy vân .43 3.1.2. Kiểm định chất lượng thủy vân .43 3.2. Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi .45 3.2.1. Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT 45 3.2.2. Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DCT 48 3.2.3. So sánh kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi .53 3.3. Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép kết hợp nhiều phép biến đổi rời rạc .54 3.4. Đánh giá kết thử nghiệm .60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DCT Discrete Cosin Transform DWT Discrete Wavelet Transform DFT Discrete Fourier Transform GIF Graphics Interchanger Format IMG Image BMP Bitmap JPEG Joint Photographic Expert Group LSB Least Significant Bit RGB Red, Green, Blue PCX Personal Computer Exchange LZW Lampel Ziv Welch DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình1.4 Tên hình Phân loại kỹ thuật thuỷ vân Ví dụ thuỷ vân (Trên trang Web thư viện số Mỹ) Ảnh Lena nhúng thuỷ vân logo hình bên phải Ảnh màu sau nhúng tin khó phát thay đổi Trang Ảnh đen trắng sau nhúng lượng thông tin Hình 1.5 ảnh màu, cho chất lượng ảnh (xuất nhiều chấm đen lạ) Hình 2.1 Ảnh gốc lượng phân bố ảnh qua phép biến đổi DCT 23 Hình 2.2 Phân chia miền tần số ảnh phép biến đổi DCT 24 Hình 2.3 Ảnh thuỷ vân kỹ thuật thuỷ vân DWT 32 Hình 2.4 Ảnh chủ kỹ thuật thuỷ vân DWT 32 Hình 2.5 Ảnh sau thuỷ vân kỹ thuật thuỷ vân DWT 35 Hình 2.6 Nhúng thủy vân hình vòng miền DFT 38 Hình 3.1 Kết sử dụng phép biến đổi DWT để thủy vân 48 Hình 3.2 Kết sử dụng phép biến đổi DCT để thủy vân 53 Hình 3.3 Kết sử dụng phép biến đổi DWT kết hợp DCT để thủy vân 59 MỞ ĐẦU 1. Lý chọn đề tài Ngày nay, hầu hết thông tin lưu trữ dạng số hoá trước trở thành vật phẩm thông thường sách báo, tạp chí. Việc trao đổi, phân phối, chép xử lý sản phẩm số ngày nhanh chóng, đơn giản nằm tầm kiểm soát tổ chức. Do đó, tình trạng xâm phạm quyền, chép lậu sản phẩm kĩ thuật số xảy nhiều nơi. Bởi vậy, nhu cầu đảm bảo an toàn bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ sản phẩm số nhu cầu cấp thiết nay. Một giải pháp hữu hiệu cho vấn đề đánh dấu vào sản phẩm để bảo vệ quyền bảo đảm sự toàn vẹn cho chúng. Một kỹ thuật kỹ thuật thủy vân số. Hiện có số kỹ thuật thủy vân dùng để bảo vệ quyền cho ảnh số cách tác động trực tiếp lên miền giá trị điểm ảnh. Các kỹ thuật thường không đảm bảo chất lượng ảnh không bền vững trước công thông thường lên ảnh. Chính vậy, tác giả chọn đề tài nghiên cứu “Bảo vệ quyền ảnh số kỹ thuật thủy vân dựa vào phép biến đổi rời rạc”. Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu đề xuất kỹ thuật thủy vân bảo vệ quyền ảnh số dựa vào phép biến đổi rời rạc để tăng cường độ bền vững thủy vân đảm bảo chất lượng ảnh. 2. Mục đích nghiên cứu Mục tiêu luận văn nghiên cứu kỹ thuật thủy vân dựa phép biến đổi rời rạc qua phân tích đánh giá phương pháp, đưa toán áp dụng kỹ thuật thuỷ vân dựa vào phép biến đổi rời rạc ứng dụng rộng rãi thực tiễn. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu số kỹ thuật thuỷ vân bảo vệ quyền cho ảnh số. - Nghiên cứu thử nghiệm kỹ thuật thuỷ vân ảnh số dựa vào số phép biến đổi rời rạc. 4. Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu, đánh giá kỹ thuật thuỷ vân ảnh số dựa vào phép biến đổi rời rạc qua phát triển cải tiến kỹ thuật thủy vân dựa vào phép biến đổi rời rạc. - Các công cụ lập trình phần mềm dùng để cài đặt lược đồ nhúng giải thuỷ vân ảnh số. 5. Những đóng góp đề tài - Phát yêu cầu thách thức thực tế vấn đề kỹ thuật thuỷ vân ảnh số. - Phát triển cải tiến kỹ thuật thuỷ vân ảnh số nhằm nâng cao độ bền vững thuỷ vân ảnh giảm mức độ ảnh hưởng thuỷ vân chất lượng ảnh. - Cài đặt chương trình thử nghiệm thuỷ vân ảnh số dựa vào phép biến đổi rời rạc. 6. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan, đánh giá kỹ thuật thuỷ vân ảnh. - Tìm hiểu phát vấn đề thực tế, từ đưa so sánh, đánh giá giải pháp khắc phục. - Cài đặt thử nghiệm dựa cải tiến đưa ra. 49 blocksize=8; file_name='_lena_std_bw.bmp'; cover_object=double(imread(file_name)); Mc=size(cover_object,1); Nc=size(cover_object,2); max_message=Mc*Nc/(blocksize^2); file_name='_copyright.bmp'; message=double(imread(file_name)); Mm=size(message,1); Nm=size(message,2); message=round(reshape(message,Mm*Nm,1)./256); if (length(message) > max_message) error('Message too large to fit in Cover Object') end message_pad=ones(1,max_message); message_pad(1:length(message))=message; watermarked_image=cover_object; x=1; y=1; for kk = 1:length(message_pad) dct_block=dct2(cover_object(y:y+blocksize-1,x:x+blocksize-1)); if (message_pad(kk) == 0) if (dct_block(5,2) < dct_block(4,3)) temp=dct_block(4,3); dct_block(4,3)=dct_block(5,2); dct_block(5,2)=temp; end elseif (message_pad(kk) == 1) 50 if (dct_block(5,2) >= dct_block(4,3)) temp=dct_block(4,3); dct_block(4,3)=dct_block(5,2); dct_block(5,2)=temp; end end if dct_block(5,2) > dct_block(4,3) if dct_block(5,2) - dct_block(4,3) < k dct_block(5,2)=dct_block(5,2)+(k/2); dct_block(4,3)=dct_block(4,3)-(k/2); end else if dct_block(4,3) - dct_block(5,2) < k dct_block(4,3)=dct_block(4,3)+(k/2); dct_block(5,2)=dct_block(5,2)-(k/2); end end watermarked_image(y:y+blocksize-1,x:x+blocksize-1)=idct2(dct_block); if (x+blocksize) >= Nc x=1; y=y+blocksize; else x=x+blocksize; end end watermarked_image_int=uint8(watermarked_image); imwrite(watermarked_image_int,'dct1_watermarked.bmp','bmp'); 51 elapsed_time=cputime-start_time; mse =0; for i=1: Nc for j=1: Mc mse=mse+(cover_object(i,j) - watermarked_image(i,j)).^2; end end A=20*log10(255*Nc*Mc/sqrt(mse)); figure(1) imshow(watermarked_image,[]) title('Watermarked Image') * Chương trình phát thủy vân: %Ten : Thuat toan DCT_ Phat hien thuy van clear all; start_time=cputime; blocksize=8; file_name='dct1_watermarked.bmp'; watermarked_image=double(imread(file_name)); Mw=size(watermarked_image,1); Nw=size(watermarked_image,2); max_message=Mw*Nw/(blocksize^2); file_name='_copyright.bmp'; orig_watermark=double(imread(file_name)); Mo=size(orig_watermark,1); No=size(orig_watermark,2); x=1; y=1; 52 for (kk = 1:max_message) dct_block=dct2(watermarked_image(y:y+blocksize-1,x:x+blocksize-1)); if dct_block(5,2) > dct_block(4,3) message_vector(kk)=0; else message_vector(kk)=1; end if (x+blocksize) >= Nw x=1; y=y+blocksize; else x=x+blocksize; end end message=reshape(message_vector(1:Mo*No),Mo,No); message=reshape(message_vector(1:Mo*No),Mo,No); dem = 0; for k1 = 1:(Mo*No) if(message(k1)==message_vector(k1)) dem = dem +1; end end SR = dem/(Mo*No); message=reshape(message_vector(1:Mo*No),Mo,No); SR = dem/(Mo*No); message=reshape(message_vector(1:Mo*No),Mo,No); 53 elapsed_time=cputime-start_time, figure(2) imshow(message,[]) title('Recovered Message')  Kết thu sau sử dụng phép biến đổi DCT để thủy vân: Ảnh gốc 512x512 PSNR= 92,0119 PSNR = 82,8224 PSNR = 79,4979 Thủy vân gốc SR = 0,963 SR = 0,996 SR = Hình 3.2 Kết sử dụng phép biến đổi DCT để thủy vân 3.2.3. So sánh kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi Trong trình thử nghiệm kỹ thuật thủy vân dựa vào phép biến đổi rời rạc, ảnh gốc sử dụng ảnh đa mức xám “ _lena_std_bw.bmp” kích thước 512×512, thuỷ vân ảnh nhị phân “ _copyright.bmp” kích thước 50x20. Thử nghiệm với hệ số tương quan khác với kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DCT kỹ thuật thủy vân sử dụng kỹ thuật DWT cho kết tăng hệ số tương quan, chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân giảm đồng thời tính bền vững thuỷ vân tương ứng lại tăng. 54 Kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT K PSNR SR 82,0642 0,986 74,1054 0,993 70,0230 Kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DCT K PSNR SR 30 92,0119 0,963 100 82,8224 0,996 150 79,4979 Chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân đánh giá thông qua giá trị tỷ số PSNR ảnh gốc I ảnh chứa thuỷ vân Iw. Chất lượng thuỷ vân tách đánh giá thông qua tỷ số tương tự SR thuỷ vân gốc W thuỷ vân tách W’. 3.3. Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép kết hợp nhiều phép biến đổi rời rạc * Chương trình nhúng thủy vân: %chuong trinh Thuy van ket hop DWT voi DCT clear all; k=10; blocksize=8; file_name='_lena_std_bw.bmp'; cover_object=double(imread(file_name)); McL=size(cover_object,1); 55 NcL=size(cover_object,2); [cA1,cH1,cV1,cD1] = dwt2(cover_object,'haar'); Mc=size(cH1,1); Nc=size(cH1,2); max_message=Mc*Nc/(blocksize^2); file_name='_copyright.bmp'; message=double(imread(file_name)); Mm=size(message,1); Nm=size(message,2); message=round(reshape(message,Mm*Nm,1)./256); if (length(message) > max_message) error('Thuy van qua lon khong the nhung vao anh chu') end message_pad=ones(1,max_message); message_pad(1:length(message))=message; watermarked_cH1=cH1; x=1; y=1; for (kk = 1:length(message_pad)) dct_block=dct2(cH1(y:y+blocksize-1,x:x+blocksize-1)); c = []; c(1:4)= dct_block(1,4:7); c(5:8)= dct_block(2,3:6); c(9:12) = dct_block(3,2:5); c(13:16) =dct_block(4,1:4); c(17:19) = dct_block(5,1:3); c(20:21) =dct_block(6,1:2); c(22)= dct_block(7,1); 56 k=mean(c); if (message_pad(kk) == 0) if (dct_block(5,2) < dct_block(4,3)) temp=dct_block(4,3); dct_block(4,3)=dct_block(5,2); dct_block(5,2)=temp; end elseif (message_pad(kk) == 1) if (dct_block(5,2) >= dct_block(4,3)) temp=dct_block(4,3); dct_block(4,3)=dct_block(5,2); dct_block(5,2)=temp; end end if dct_block(5,2) > dct_block(4,3) if dct_block(5,2) - dct_block(4,3) < k dct_block(5,2)=dct_block(5,2)+(k/2); dct_block(4,3)=dct_block(4,3)-(k/2); end else if dct_block(4,3) - dct_block(5,2) < k dct_block(4,3)=dct_block(4,3)+(k/2); dct_block(5,2)=dct_block(5,2)-(k/2); end end watermarked_cH1(y:y+blocksize-1,x:x+blocksize-1)=idct2(dct_block); if (x+blocksize) >= Nc x=1; 57 y=y+blocksize; else x=x+blocksize; end end cH1 = watermarked_cH1; watermarked_image = idwt2(cA1,cH1,cV1,cD1,'haar',[McL,NcL]); watermarked_image_int=uint8(watermarked_image); imwrite(watermarked_image_int,'dwt_dct_watermarked.bmp','bmp'); figure(1) imshow(watermarked_image,[]) title('Watermarked Image') psnr=psnr(cover_object,watermarked_image,NcL,McL) mse =0; for i=1: NcL for j=1: McL mse=mse+(cover_object(i,j) - watermarked_image(i,j)).^2; end end A=20*log10(255*Nc*Mc/sqrt(mse)); * Chương trình phát thủy vân: %chuong trinh giai Thuy van ket hop DWT voi DCT clear all; blocksize=8; file_name='dwt_dct_cV1_watermarked.bmp'; cover_object=double(imread(file_name)); McL=size(cover_object,1); NcL=size(cover_object,2); 58 file_name='_copyright.bmp'; message=double(imread(file_name)); Mm=size(message,1); Nm=size(message,2); [cA1,cH1,cV1,cD1] = dwt2(cover_object,'haar'); Mc=size(cV1,1); Nc=size(cV1,2); max_message=Mc*Nc/(blocksize^2); message_pad=ones(1,max_message); message_pad=message; watermarked_cV1=cV1; x=1; y=1; for (kk = 1:max_message) dct_block=dct2(watermarked_cV1(y:y+blocksize-1,x:x+blocksize-1)); if dct_block(5,2) > dct_block(4,3) message_vector(kk)=0; else message_vector(kk)=1; end if (x+blocksize) >= Nc x=1; y=y+blocksize; else x=x+blocksize; end end message=reshape(message_vector(1:Mm*Nm),Mm,Nm); 59 dem = 0; for k1 = 1:(Mm*Nm) if(message(k1)==message_vector(k1)) dem = dem +1; end end SR = dem/(Mm*Nm); message=reshape(message_vector(1:Mm*Nm),Mm,Nm); SR = dem/(Mm*Nm); message=reshape(message_vector(1:Mm*Nm),Mm,Nm); figure(2) imshow(message,[]) title('Recovered Message')  Kết thu sau sử dụng phép biến đổi DWT kết hợp DCT để thủy vân: Ảnh gốc, ảnh thủy vân gốc, ảnh sau nhúng thủy vân, ảnh thủy vân tìm lại thể hình sau: Ảnh gốc 512x512 Thủy vân gốc PSNR= 112,4831 PSNR = 105,7636 SR = 0,9030 SR = 0,9296 PSNR = 96,7279 SR = 0,9586 Hình 3.3 Kết sử dụng phép biến đổi DWT kết hợp DCT để thủy vân 60 Kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT kết hợp DCT K PSNR SR 112,4831 0,9030 105,7636 0,9296 11 96,7279 0,9586 3.4. Đánh giá kết thử nghiệm Trong trình thực luận văn, cài đặt với thuật toán sử dụng phép biến đổi DCT, DWT thuật toán sử dụng phép biến đổi kết hợp DWT DCT. Ảnh gốc sử dụng ảnh đa mức xám “_lena_std_bw.bmp” kích thước 512×512, thuỷ vân ảnh nhị phân “_copyright.bmp” kích thước 50x20. Sau thử nghiệm với hệ số tương quan khác nhau, kết tăng hệ số tương quan, chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân giảm, đồng thời tính bền vững thuỷ vân tương ứng lại tăng. Chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân đánh giá thông qua giá trị tỷ số PSNR ảnh gốc I ảnh chứa thuỷ vân Iw. Chất lượng thuỷ vân tách đánh giá thông qua tỷ số tương tự SR thuỷ vân gốc W thuỷ vân tách W’. Kết thử nghiệm bước đầu thể hiện: Phương pháp thuỷ vân miền DWT bền vững (giá trị tương quan lớn hơn) so với thực miền DCT kết hợp miền DWT với miền DCT. Trong trình khôi phục watermark, xuất hai loại lỗi: lỗi không phát lỗi phát sai. Rõ ràng chọn ngưỡng nhỏ lỗi không phát giảm lỗi phát sai tăng ngược lại. Trong trường hợp 61 nhúng nhiều bit, phương pháp thuỷ vân miền DWT cho xác suất lỗi bit thấp so với phương pháp DCT phương pháp kết hợp DWT với DCT, nghĩa bền vững trước công. Đặc biệt, trường hợp kẻ công biết rõ giải thuật thực công trực tiếp vào vùng nhúng cách nhúng thêm thông tin khác vào ảnh sau thuỷ vân, dạng công giao thức, trình trích thông tin nhúng ban đầu thành công DWT so với DCT DWT kết hợp DCT. Về mặt thời gian: Quá trình thuỷ vân kỹ thuật DWT thực chậm so với thuỷ vân kỹ thuật DCT DWT kết hợp DCT. Kết so sánh rút sử dụng máy tính, ảnh chủ ảnh thuỷ vân giống nhau. Ta thấy kết thuỷ vân tìm lại kỹ thuật thuỷ vân DWT rõ nét so với kỹ thuật thuỷ vân DCT kỹ thuật thủy vân sử dựng kết hợp DWT với DCT. Nhìn chung, kỹ thuật thuỷ vân miền DWT nhiều thời gian mức độ cảm thụ chấp nhận bền vững so với kỹ thuật thuỷ vân DCT thủy vân DWT kết hợp DCT (thuỷ vân tìm lại rõ nét hơn). 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Luận văn trình bày cách có hệ thống kiến thức liên quan đến giấu tin thủy vân số, tập trung nghiên cứu thuật toán thủy vân miền khác ảnh số: miền không gian, miền tần số dựa vào số phép biến đổi rời rạc DCT, DWT, DFT. Xây dựng chương trình thử nghiệm kỹ thuật thủy vân Matlab có cài đặt thuật toán miền không gian miền tần số dựa vào phép biến đổi Cosine rời rạc DCT, phép biển đổi sóng nhỏ rời rạc DWT phép biến đổi kết hợp DWT với DCT. Chương trình sử dụng thuật toán nhúng thông tin vào file ảnh lấy thông tin từ file ảnh có chứa thông tin đó. Thông tin giấu ảnh bảo vệ quyền. Chương trình có khả thu nhận lại ảnh có tính chất tương đương ảnh gốc sau trích thủy vân, đánh giá tính bền vững thủy vân qua số phép công đơn giản. 2. Kiến nghị Luận văn nghiên cứu đánh giá tính cảm nhận ảnh sau thủy vân chất lượng thủy vân tách chưa có tham gia công. Vì cần có nghiên cứu thử nghiệm để đánh giá chất lượng thủy vân có tham gia nhiều phép công khác lên ảnh sau nhúng thủy vân. Luận văn thực nhúng thủy vân ẩn, đánh giá kỹ thuật bảo vệ quyền liệu ảnh số, kỹ thuật nhúng, trích nhiều hạn chế độ phức tạp. Trong tương lai cần tiếp tục xây dựng chương trình nhúng thủy vân nhiều phương tiện khác audio, video . 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Thế Hồng, Nguyễn Văn Tảo (2007) Về kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi sóng nhỏ rời rạc ma trận số giả ngẫu nhiên, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Tập 45 – số 03. [2] Nguyễn Xuân Huy, Bùi Thế Hồng, Trần Quốc Dũng (2004), “Kỹ thuật thuỷ vân số ứng dụng phát xuyên tạc ảnh,” Kỷ yếu Hội thảo quốc gia số vấn đề chọn lọc công nghệ thông tin lần thứ 7, Đà Nẵng, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, tr. 183-187. [3] Nguyễn Văn Tảo, Đỗ Trung Tuấn, Bùi Thế Hồng, Một số thuật toán giấu tin áp dụng giấu tin mật ảnh, kỷ yếu hội thảo RDA 8. [4] Nguyễn Văn Tảo, Nghiên cứu số kỹ thuật giấu tin ứng dụng, Luận án tiến sĩ toán học (2009). [5] Lê Tiến Thường, Nguyễn Thanh Tuấn, Giải pháp hiệu dùng kỹ thuật watermarking cho ứng dụng bảo vệ quyền ảnh số, Tạp chí bưu viễn thông (2004). [6] Chen Y.Y., Pan H.K., Tseng Y.C. (2000), “A Secure Data Hiding Scheme for Two-Color Images”, IEEE Symp. on Computer and Communication, pp. 750-755. [7] Johnson N.F., Katezenbeisser S.C. (1999), “A survey of steganographic techniques”, Information techniques for Steganography and Digital watermarking. Northwood, MA: Artec house, pp. 43-75. [8] Liu R., Tan T. (2002), “A SVD-Based Watermarking Scheme for Protecting Rightful Ownership”, IEEE Trans. on Multimedia, 4(1), pp.121-128. [9] Mehul R., Priti R. (2003), “Discrete Wavelet Transform Based Multiple Watermarking Scheme”, Proceedings of IEEE Region 10 Technical Conference on Convergent Technologies for the Asia-Pacific, Bangalore, India, 3, pp. 935-938. 64 [10] Petitcolas F.A.P. (1999), “Introduction to information hiding”, in Information Techniques for Steganography and Digital Watermarking, Northwood, MA: Artec House, pp. 1-11 [11] Shoemaker. (2002), “Hidden bits: A Survey of Techniques for Digital Watermarking”, Independent study, EER-290, Prof Rudko. [12] Tao P., Eskicioglu A.M. (2004), “A robust multiple watermarking scheme in the Discrete Wavelet Transform domain”, Proceedings SPIE, 5601, pp. 133-144. [13] Ganic E., Eskicioglu A.M. (2005), “Robust embedding of visual watermarks using DWT-SVD”, J. Electron. Imaging, 14(4), pp. 39-47. [14] Sverdlov A., Dexter S., Eskicioglu A.M. (2005), “Robust DCT-SVD Domain Image Watermarking for Copyright Protection: Embedding Data in All Frequencies”, 13th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2005), Antalya, Turkey. [...]... nhận diện thủy vân sẽ không đơn giản Hoặc ngay cả trong trường hợp thủy vân là những thông tin mang ý nghĩa nhận biết được thì cũng phải có kỹ thuật để kiểm định lượng thủy vân 27 2.2 Các thuật toán thủy vân ảnh số dựa vào các phép biến đổi rời rạc 2.2.1 Thủy vân ảnh số dựa vào phép biến đổi Cosine rời rạc 2.2.1.1 Quá trình nhúng thủy vân Thuật toán dưới đây sẽ sử dụng phương pháp nhúng thuỷ vân trong... Tổng quan về kỹ thuật giấu tin và thủy vân trên ảnh số Chương 2: Kỹ thuật thủy vân trên ảnh số dựa vào các phép biến đổi rời rạc Chương 3: Cài đặt chương trình thử nghiệm 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN VÀ THỦY VÂN TRÊN ẢNH SỐ 1.1 Bảo vệ bản quyền ảnh số Ngày nay, với sự phát triển của truyền thông và các công cụ hỗ trợ liên quan dẫn đến việc các sản phẩm công nghệ trong đó có ảnh số được truyền... mà ta sẽ lựa chọn phép biến đổi phù hợp Trong trường hợp khảo sát miền không gian ảnh người ta thường biến đổi miền không gian rời rạc tín hiệu điểm ảnh sang miền tần số rời rạc bằng các phép biến đổi như Fourier, Cosin rời rạc hay wavelet (sóng nhỏ rời rạc) … Các phép biến đổi này khá phức tạp về ý nghĩa cũng như cài đặt 2.1.1.1 Phép biến đổi Fourier rời rạc Phép biến đổi Fourier rời rạc viết tắt là... cho các kỹ thuật thủy vân số trên ảnh tĩnh 2.1.1 Các phép biến đổi miền không gian ảnh sang miền tần số Để khảo sát hệ thống rời rạc, trong nhiều trường hợp, ta thường biến đổi hệ thống rời rạc đó sang một miền biến số khác Có nhiều phép biến đổi khác nhau như biến đổi tín hiệu và hệ thống rời rạc sang miền Z, biến đổi sang miền tần số liên tục hay sang miền tần số rời rạc Mỗi phép biến đổi có những thuận... rời rạc trong miền các biến số mới này, nếu cần thiết có thể dùng các biến đổi ngược để đưa chúng về miền biến số độc lập Phương pháp khảo sát gián tiếp sẽ làm đơn giản rất nhiều các công việc mà ta gặp phải khi dùng phương pháp khảo sát trực tiếp trong miền biến số độc lập tự nhiên 20 CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT THỦY VÂN TRÊN ẢNH SỐ DỰA VÀO CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI RỜI RẠC 2.1 Một số kỹ thuật bổ trợ cho các kỹ thuật. .. (INT(0.75a) - d) Bước 8: Thực hiện phép biến đổi ngược IDCT đối với khối Ck, Bk = IDCT(Ck) Bước 9: Ghép các khối ảnh B’k để được ảnh chứa thủy vân F’ Quá trình nhúng thủy vân được mô tả qua sơ đồ sau: Ảnh gốc Tách khối Các khối ảnh Biến đổi DCT watermark Các khối DCT Nhúng thủy vân Các khối đã nhúng thủy vân Biến đổi IDCT Các khối đã biến đổi ngược IDCT Ghép ảnh Ảnh đã nhúng thủy vân ... qua các kỹ thuật biến đổi (phương pháp tiếp cận dựa trên miền tần số của ảnh) Các biến đổi này làm nhiệm vụ 19 chuyển miền biến số độc lập sang các miền khác và như vậy tín hiệu và hệ thống rời rạc sẽ được biểu diễn trong các miền mới với các biến số mới Mỗi cách biến đổi sẽ có những thuận lợi riêng, tùy từng trường hợp mà sử dụng biến đổi nào Sau khi khảo sát, biến đổi xong các tín hiệu và hệ thống rời. .. đưa ra bởi Ahmed và các đồng nghiệp của ông vào năm 1974 Từ đó cho đến nay, nó được sử dụng rất phổ biến trong nhiều kỹ thuật xử lý ảnh số nói riêng và xử lý tín hiệu số nói chung Trong các kỹ thuật thủy vân ảnh dựa trên phép biến đổi dữ liệu ảnh sang miền tần số cho phép biến đổi DCT cũng được sử dụng nhiều nhất Lý do bởi đây là phép biến đổi DCT đã được dùng trong dạng chuẩn ảnh JPEG Nếu áp dụng... để truyền các thông tin bí mật 1.7 Những khuynh hướng tiếp cận của kỹ thuật thủy vân Có thể chia các kỹ thuật thuỷ vân theo hai hướng tiếp cận chính: 1.7.1 Hướng tiếp cận dựa trên miền không gian ảnh Đây là hướng tiếp cận cơ bản và tự nhiên trong số các kỹ thuật thuỷ vân Miền không gian ảnh là miền dữ liệu ảnh gốc Tác động lên miền không gian ảnh chính là tác động lên các điểm ảnh, thay đổi giá trị... gọi là hệ số DC, còn các hệ số khác có giá trị nhỏ hơn biểu diễn cho các thành phần tần số cao theo hướng ngang và theo hướng thẳng đứng gọi là các hệ số AC Hình 2.1 Ảnh gốc và năng lượng phân bố của ảnh qua phép biến đổi DCT - Bản thân biến đổi DCT không nén được dữ liệu vì cũng sinh ra 64 hệ số - Khi biến đổi chi tiết giữa các điểm ảnh càng lớn theo một hướng nào đó trong khối các điểm ảnh, hướng . biến đổi rời rạc 27 2.2.1. Thủy vân ảnh số dựa vào phép biến đổi Cosine rời rạc 27 2.2.2. Thủy vân ảnh số dựa vào phép biến đổi sóng nhỏ rời rạc 32 2.2.3. Thủy vân ảnh số dựa vào phép biến. ảnh số bằng kỹ thuật thủy vân dựa vào các phép biến đổi rời rạc . Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu và đề xuất các kỹ thuật thủy vân bảo vệ bản quyền ảnh số dựa vào các phép biến đổi rời. - Nghiên cứu, đánh giá kỹ thuật thuỷ vân ảnh số dựa vào các phép biến đổi rời rạc qua đó phát triển và cải tiến các kỹ thuật thủy vân dựa vào phép biến đổi rời rạc. - Các công cụ lập trình