Kỹ thuật bảo vệ bản quyền nhạc số bằng thủy vân

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CNTT VÀ TRUYỀN THÔNG Trần Thị Thành KỸ THUẬT BẢO VỆ BẢN QUYỀN NHẠC SỐ BẰNG THỦY VÂN LUẬN VĂN THẠC SĨ: KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên, tháng năm 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CNTT VÀ TRUYỀN THÔNG Trần Thị Thành KỸ THUẬT BẢO VỆ BẢN QUYỀN NHẠC SỐ BẰNG THỦY VÂN Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số : 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ: KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đặng Văn Đức Thái Nguyên, tháng năm 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Kỹ thuật bảo vệ quyền nhạc số thủy vân” sản phẩm riêng cá nhân, không chép lại người khác Trong toàn nội dung luận văn, điều trình bày cá nhân tổng hợp, nghiên cứu từ nhiều nguồn tài liệu Tất tài liệu tham khảo có xuất xứ trích dẫn rõ ràng Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan Thái Nguyên, ngày 20 tháng 07 năm 2015 Học viên Trần Thị Thành Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Đặng Văn Đức - Viện Công nghệ thông tin, người tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông - Đại học Thái Nguyên giảng dạy cung cấp cho kiến thức bổ ích thời gian học cao học, giúp có tảng tri thức để phục vụ nghiên cứu khoa học sau Tôi xin cảm ơn Lãnh đạo đồng nghiệp đơn vị tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn đến gia đình bạn bè, người quan tâm, động viên khuyến khích trình học tập Thái Nguyên, ngày 20 tháng 07 năm 2015 Trần Thị Thành Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU 10 Đặt vấn đề 10 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 11 Hƣớng nghiên cứu đề tài 11 Nội dung luận văn 11 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỦY VÂN DỮ LIỆU ÂM THANH 13 1.1 Thủy vân số thủy vân liệu âm 13 1.1.1 Vài nét lịch sử giấu tin 13 1.1.2 Định nghĩa 14 1.1.3 Mô hình kỹ thuật giấu tin 14 1.2 Phân loại kỹ thuật giấu tin 15 1.3 Thủy vân yêu cầu thủy vân âm 17 1.3.1 Phân loại thủy vân số 17 1.3.2 Mô hình hệ thống thủy vân âm 19 1.3.3 Các đặc tính thủy vân âm 21 1.4 Một số ứng dụng đƣợc triển khai 21 1.5 Âm số 23 1.5.1 Khái niệm âm âm số 23 1.5.2 Một số định dạng file âm máy tính 24 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ CHƢƠNG THUẬT TOÁN THỦY VÂN ÂM THANH TRÊN MIỀN THỜI GIAN VÀ MIỀN TẦN SỐ 28 2.1 Thuật toán thủy vân âm sử dụng biến đổi Cosine rời rạc 28 2.1.1 Biến đổi Cosine rời rạc 28 2.1.2 Thuật toán thủy vân âm sử dụng biến đổi Cosine rời rạc 30 2.2 Thuật toán thủy vân âm sử dụng biến đổi DCT đoạn tín hiệu có lƣợng cao 33 2.3 Thuật toán thủy vân âm sử dụng DCT biến đổi Arnold 38 2.3.1 Biến đổi Arnold 38 2.3.2 Thuật toán thủy vân âm sử dụng DCT biến đổi Arnold 42 2.4 Thuật toán thủy vân âm sử dụng kỹ thuật thay LSB 46 2.4.1 Thuật toán LSB 46 2.4.2 Thuật toán thủy vân âm thanhsử dụng kỹ thuật thay LSB 50 2.5 Kỹ thuật đánh giá hiệu hệ thống thủy vân âm 53 2.5.1 Tỷ lệ lỗi bit (Bit Error Rate – BER) 53 2.5.2 Hệ số tương quan chuẩn hóa (Normalized Correlation Coefficient – NCC) 53 2.5.3 Chất lượng cảm nhận (Perceptual Quality) 53 CHƢƠNG XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 55 3.1 Mô hình hệ thống thử nghiệm 55 3.2 Công nghệ sử dụng phát triển chƣơng trình thử nghiệm 57 3.3 Đánh giá kết thử nghiệm 57 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC Cấu trúc file âm dạng WAV 63 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN AAC - Định dạng âm chuẩn (Advanced Audio Coding) AIFF - Định dạng không thông tin (Audio Interchange File Format) DCT - Phép biến đổi Cosin rời rạc (Discrete Cosine Tranform) FLAC - Nén âm không liệu (Free Lossless Audio Codec), FT - Biến đổi Fourier (Fourier Transform) LSB - Bít quan trọng (Least Significant Bít) MP3 - Định dạng nén âm (Movie Picture Experts Group-Layer 3) PCM - Điều biến mã xung (Pulse Code Modulation) WAV - Định dạng âm dạng sóng (Waveform Audio Format) WMA - Định dạng âm Microsoft (Windows Media Audio) Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Lược đồ chung cho trình giấu tin 14 Hình 1.2: Lược đồ chung cho trình tách tin 15 Hình 1.3: Phân loại kỹ thuật giấu tin 16 Hình 1.4: Phân loại thủy vân số 18 Hình 1.5: Mô hình thủy vân âm 19 Hình 1.6: Mô hình tách thủy vân âm 20 Hình 1.7: Tín hiệu âm 23 Hình 1.8: Số hóa tín hiệu âm 24 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình nhúng thủy vân biến đổi Cosine rời rạc 31 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình tách thủy vân biến đổi Cosine rời rạc 32 Hình 2.4: Sơ đồ quy trình tách thủy vân đoạn tín hiệu có lượng cao miền biến đổi 37 Hình 2.5: Phân phối tọa độ ảnh 39 Hình 2.7: Sơ đồ quy trình nhúng thủy vân sử dụng DCT biến đổi Arnold 44 Hình 2.8: Sơ đồ quy trình tách thủy vân sử dụng DCT biến đổi Arnold 46 Hình 2.9:Sơ đồ quy trình nhúng thủy vân phương pháp thay LSB 51 Hình 2.10: Sơ đồ quy trình tách thủy vân phương pháp thay LSB 52 Hình 3.1: Mô hình thử nghiệm thủy vân tệp âm 56 Hình 3.2: Mô hình thử nghiệm tách thủy vân 56 Hình 3.3: Giao diện nhúng thủy vân 57 Hình 3.4: Giao diện hoàn thành nhúng thủy vân 58 Hình 3.5: Giao diện tách thủy vân 58 Hình 3.6: Giao diện hoàn thành tách thủy vân so sánh ảnh 59 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: So sánh giấu thông tin mật giấu thông tin thủy vân 17 Bảng 1.2: Một số định dạng file âm máy tính 27 Bảng 2.1: Thuật toán chu kỳ xáo trộn Arnold 39 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 10 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Cuộc cách mạng thông tin liệu số đem lại thay đổi sâu sắc xã hội sống Những thuận lợi thông tin liệu số mang lại đề thách thức hội cho trình đổi Sự đời phần mềm có tính mạnh, thiết bị máy ảnh kỹ thuật số, máy quét chất lượng cao, máy in, máy ghi âm kỹ thuật số,… với tới giới tiêu dùng rộng lớn để sáng tạo, xử lý thưởng thức liệu số Mạng Internet toàn cầu biến thành xã hội ảo nơi diễn trình trao đổi thông tin lĩnh vực trị, quân sự, quốc phòng, kinh tế, thương mại… Đồng thời môi trường mở tiện nghi xuất nhiều vấn nạn, tiêu cực cần đến giải pháp hữu hiệu cho vấn đề an toàn thông tin nạn ăn cắp quyền, nạn xuyên tạc thông tin, truy nhập thông tin trái phép Trong bối cảnh vậy, việc thực thi quyền sở hữu liệu đảm bảo toàn vẹn liệu yêu cầu quan trọng đòi hỏi giải pháp đồng bộ, bao gồm khía cạnh kỹ thuật, tổ chức luật pháp Tháng 3/1998 Hồng Kông, quyền tịch thu số lượng đĩa CD âm nhạc lậu trị giá 85 triệu đôla, vào 6/1998, Đức tịch thu sản phẩm phần mềm kĩ thuật số lậu trị giá 1,9 triệu đô la Quốc hội Mỹ thông qua dự luật “Hành động bảo vệ quyền kỷ nguyên kĩ thuật số” (Digital Millenium Copyright Act) để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ với sản phẩm kĩ thuật số [6] Tất việc nói nên cần thiết phải có cách để bảo vệ sản phẩm kĩ thuật số khỏi thao tác chép, xử lý trái phép ngăn chặn hoạt động xảy Một phương pháp chống chép trái phép bảo vệ quyền cho sản phẩm số - thuỷ vân số (digital watermarking) đời hoàn cảnh Thuỷ vân số phương pháp dùng để bảo vệ sản phẩm số Nó dùng lĩnh Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 51 điểm ảnh hình ảnh thay bit quan trọng điểm ảnh chọn với bit thủy vân Quy trình nhúng thủy vân Tải âm gốc âm thủy vân Xác định số nhúng Gọi hàm nhúng thủy vân Dịch chuyển âm thủy vân sang phải Thiết lập LSB âm gốc không Cộng chúng vào với Tệp âm nhúng thủy vân Hình 2.9: Sơ đồ quy trình nhúng thủy vân phương pháp thay LSB Thuật toán 2.8 Nhúng thủy vân phương pháp thay LSB Input: tệp âm gốc âm thủy vân Output: tệp âm nhúng thủy vân Các bƣớc thực thuật toán Bước 1: Tải âm ban đầu Bước 2: Tải âm thủy vân Bước 3: Xác định giá trị yếu tố nhúng (yếu tố đại diện cho bit âm thủy vân nhúng LSB âm gốc) Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 52 Bước 4: Gọi hàm nhúng để nhúng bit quan trọng âm thủy vân; có số với yếu tố nhúng; bit quan trọng âm ban đầu Bước 5: Dịch chuyển âm thủy vân sang phải; thiết lập LSB âm gốc không cộng chúng lại với Bước 6: tệp âm nhúng thủy vân Quy trình tách thủy vân thể sau: Tệp âm nhúng thủy vân Gọi hàm tách thủy vân Thay đổi tệp âm thủy vân sang trái Hiển thị âm gốc, âm thủy vân tách âm thủy vân Hình 2.10: Sơ đồ quy trình tách thủy vân phương pháp thay LSB Thuật toán 2.9 tách thủy vân phương pháp thay LSB Input: Tệp âm nhúng thủy vân Output: âm gốc, âm thủy vân Các bƣớc thực thuật toán: Bước 1: Nhúng tệp âm tách thủy vân Bước 2: Gọi hàm tách thủy vân Bước 3: Thay đổi tệp âm thủy vân sang trái Bước 4: Hiển thị âm gốc, âm thủy vân tách âm thủy vân Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 53 2.5 Kỹ thuật đánh giá hiệu hệ thống thủy vân âm Có nhiều kỹ thuật đánh giá hiệu hệ thống thủy vân âm Phần trình bày số độ đo hay sử dụng [3] 2.5.1 Tỷ lệ lỗi bit (Bit Error Rate – BER) Độ mạnh đo cách hiển thị BER tương ứng với giá trị nhị phân hình thành cách xác hình ảnh BER xác định: 100 k BER= k n w n a if w n w n a if w n w n w n a = ngược lại a = 1, w n đại diện cho giá trị nhị phân hình thành từ w n thủy vân tín hiệu âm máy chủ tập hợp giá trị nhị phân thủy vân ảnh gốc 2.5.2 Hệ số tương quan chuẩn hóa (Normalized Correlation Coefficient – NCC) Tương quan bình thường hai hình ảnh nhị phân tính toán cách sử dụng phương trình Trong x y gốc tách thủy vân tương ứng, i j số thủy vân nhị phân Kích thước x y MxN M N i j x i, j y i, j NCC M N x i, j i j M N y i, j i j 2.5.3 Chất lượng cảm nhận (Perceptual Quality) Chất lượng cảm nhận đánh giá dựa vào không cảm nhận việc nhúng thủy vân vào tín hiệu âm ban đầu Trong hầu hết ứng dụng điều quan trọng thủy vân nghe chúng Điều đảm bảo chắn tín hiệu gốc không bị bóp méo không Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 54 nhận thấy hiển diện thủy vân Tỷ lệ (SNR) tín hiệu thủy ấn so với tỷ số tín hiệu cực đại nhiễu sử dụng thước đo chất lượng qua phương trình: SNR 10log10 N m N m S2 n S n S' n Trong đó: S(n) tín hiệu âm gốc mẫu có độ dài N, S ' n tín hiệu thủy vân âm Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 55 CHƢƠNG XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM Chương trình bày trình xây dựng chương trình kết thử nghiệm bảo vệ quyền nhạc số phương pháp thủy vân 3.1 Mô hình hệ thống thử nghiệm Chương trình thử nghiệm gồm hai nhóm chức chính: Nhúng thủy vân tách thủy vân Nhóm chức nhúng thủy vân bao gồm chức sau (Hình 3.1): Chọn tệp hát có khuôn mẫu WAV Chọn dấuhai thủy vân nhúng ảnh png Chọn tên tệp để lưu trữ hát thủy vân (có chứa ảnh) Thực trộn dấu thủy vân ảnh sau nhúng chúng vào hát vừa chọn Việc trộn ảnh thực phép biến đổi Arnold trình bày Chương Chương trình thử nghiệm thực nhúng thủy vân sử dụng kỹ thuật thay LSB Nhóm chức tách thủy vân bao gồm chức sau (Hình 3.2): Chọn tệp hát nhúng thủy vân ảnh để tách thủy vân Chọn tên tệp đường dẫn để lưu trữ hát dấu thủy vân sau tách thủy vân Thực chức tách thủy vân để có ảnh trộn theo kỹ thuật Arnold, sau khôi phục ảnh gốc Hiển thị dấu thủy vân ảnh hình Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 56 Âm gốc Thủy vân ảnh Lựa chọn LSB để nhúng thủy vân Chuyển sang dạng nhị phân Biến đổi Arnold Sinh thủy vân 111001111000000011 Thực thuật toán nhúng Tệp âm thủy vân Hình 3.1: Mô hình thử nghiệm thủy vân tệp âm Âm thủy vân Thực thuật toán tách thủy vân sở kỹ thuật LSB Dấu thủy vân Biến đổi Arnold ngược Tệp âm gốc Ảnh thủy vân Hình 3.2: Mô hình thử nghiệm tách thủy vân Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 57 3.2 Công nghệ sử dụng phát triển chƣơng trình thử nghiệm - Hệ điều hành Windows 8.0 - Môi trường phát triển phần mềm: MS VS 2010 3.3 Đánh giá kết thử nghiệm Sau số hình ảnh kết thử nghiệm: Hình 3.3: Giao diện nhúng thủy vân Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 58 Hình 3.4: Giao diện hoàn thành nhúng thủy vân Hình 3.5: Giao diện tách thủy vân Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 59 Hình 3.6: Giao diện hoàn thành tách thủy vân so sánh ảnh Đánh giá Các tiêu chí đánh giá hiệu hệ thống thủy vân tệp âm trình bày phần 2.5 bao gồm Tỷ lệ lỗi bít; Chất lượng cảm nhận Hệ số tương quan chuẩn hóa Trong luận văn này, học viên đánh giá hiệu sở hệ số tương quan ảnh dấu thủy vân gốc X với ảnh dấu thủy vân X* tách thuật toán, theo công thức sau: Nếu SIM cao X giống X* Theo [10], SIM(X,X*)> nói X giống X* Qua số lần thử nghiệm, hệ thống đạt mức SIM(X,X*)>6 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 60 KẾT LUẬN Sau thời gian thực luận văn, học viên đạt kết sau đây: - Đã nắm vấn đề giấu tin thủy vân số đối tượng đa phương tiện nói chung tệp âm nói riêng Nắm cấu trúc liệu âm số, biến đổi cosine rời rạc tín hiệu số, biến dổi Arnold ảnh số để giấu thủy vân liệu âm - Trên sở tài liệu tham khảo công bố, học viên trình bày sơ đồ tổng quát hệ thống thủy vân âm thanh, độ đo hiệu hệ thống thủy vân âm Sau trình bày số lược đồ thủy vân âm miền thời gian sử dụng kỹ thuật thay LSB miền biến đổi với hai phép biến đổi DCT Arnold - Đã thực nghiệm thủy vân tệp âm nhạc với dấu thủy vân ảnh Sau có số nhận xét đánh giá kết thu Hƣớng nghiên cứu tiếp theo: - Hoàn thiện chương trình để ứng dụng thực tế - Thực đánh giá hiệu theo lý thuyết trình bày luận văn phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu thuật toán nhúng tách âm hiệu Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Đặng Văn Đức, Cơ sở liệu đa phương tiện, Bài giảng cho học viên cao học, 2007-2015 [2] Lê Anh Dũng, Giấu tin file âm phép biến đổi rời rạc, Luận văn Thạc sỹ, Trường Đại học CNTT-TT, Thái Nguyên, 2015 Tài liệu tiếng Anh [3] Iqbal Hasan Sarker Md And Md Imrahim Khan, A Tutorial for Blind Audio Watermarking Scheme, Smart Computinh Review, Vol.4, no.1, 2014 [4] Lalitha N.V., Gulivindala Suresh, Prabhakar Telagarapu, Audio Authentication Using Arnold and Discrete Cosine Transform, International Conference on Computing, Electronics and Electrical Technologies, 2012 [5] Nidhi G Gupta, S A Ladhake, Principal, A DCT Based Watermaking Methode for Copyright Protection, International Journal For Technological Research In Engineering, 2014 [6] MatthewL.Miller Ingemar J.Cox, Jeffrey A.Bloom, Jessica Fridrich, Ton Kalker () Digital Watermarking and Steganography Morgan Kaufmann Pulishers, MA, USA [7] Min Li, Ting Liang, Yu-jie He, Arnold Transform Based Image Scrambling Method, 3rd International Conference on Multimedia Technology, 2013 [8] Mohammad Ibrahim Khan, Md Iqbal Hasan Sarker, Kaushik Deb, and Md Hasan Furhad, A New Audio Watermaking Methode Based On Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 62 Discrete Cosine Tranformation with a Gray Image, International Journal of Computer Science & Information Technology, 2012 [9] Mona M El-Ghoneimy, Comparison Between Two Watermarking Algorithms Using DCT Coefficient and LSB Replacement, Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2008 [10] Pranab Kumar Dhar, Jong-Myon Kim, Digital Watermarking Scheme Based on Fast Fourier Transformation for Audio Copyright Protection, International Journal of Security and Its Applications, 2011 [11] Sakriti Dutt, A Survey of Digital Audio Watermarking Techniques, International Journal of Computer Science and Information Technologies, 2015 [12] Tejash Lad, Kaushal Doshi, A Study of Audio Watermarking Technique in DCT Domain, International Journal of Engineering Development and Research, 2014 [13] Ventzas D., N Petrellis – TEI of Larissa, Peak Searching Algorithms and Applications, The IASTED International Conference on Signal and Image Processing and Applications, 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 63 PHỤ LỤC Cấu trúc file âm dạng WAV Hình PL1.1: Mô tả định dạng file.wav Cũng AIFF, file âm dạng WAV định dạng âm “không thể mất” Chúng tạo dựa tảng PCM với vài thay đổi nhỏ liệu lưu trữ, bên cạnh hai loại định dạng chuyển đổi cho mà không bị giảm chất lượng âm Chúng coi “không liệu” - “không bị nén” - file âm PCM stereo, chẳng hạn lấy mẫu với tần số 44.1 kHz (44100 lần/giây), độ phân giải 16 bít (tương đương với chất lượng CD) phút âm tiêu tốn tới 10 MB, nghĩa hát khoảng phút dung lượng 50MB ổ cứng Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 64 Cấu trúc file WAV đươc mô tả cụ thể sau: Vị trí byte Kích thƣớc 00 - 03 04 - 07 08 - 11 Mô tả Chuỗi “RIFF” Số byte theo sau số (kích thước tệp tin) Chuỗi “WAVE” Bảng PL1.1: Phần định dạng kiểu RIFF Vị trí Kích Mô tả byte thƣớc 12 - 15 16 - 19 Kích thước FORMAT chunk, 16 20 - 21 Định dạng mã hóa âm thanh, thường (PCM) 22 - 23 Số kênh, (Mono) hay (Stereo) 24 - 27 Tần số trích mẫu, tính Hz (mẫu/giây) 28 - 31 Số byte liệu giây Chuỗi "fmt " (ký tự cuối dấu khoảng trắng, mã ASCII 32) Số byte mẫu trích 32 - 33 BytesPerSecond = SampleRate * Channels * AudioSampleSize / 34 - 35 Chiều sâu bít (AudioSampleSize), 16 BytesPerSample = Channels * AudioSampleSize/8 Bảng PL1.2: Phần định dạng thông tin âm Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 65 Vị trí Kích byte thƣớc 36 - 39 Mô tả Chuỗi “DATA” Kích thước liệu âm 40 - 43 DataSize = Samples * Channels * AudioSampleSize /8 Samples tổng số mẫu trích (ThờiLượng_Giây * TầnSốTríchMẫu) 44 - … Dữ liệu âm Bảng PL1.3: Phần liệu âm Thí dụ: Đây việc mở 72 byte tập tin WAVE với byte hiển thị dạng số hệ thập lục phân (Hexa) Hình PL1.2: Mô tả 72 byte file âm WAV Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ [...]... thuỷ vân Chính vì tính khoa học và tính hữu ích trong ứng dụng thực tiễn của thủy vân số trong việc bảo vệ bản quyền, đặc biệt với các tác phẩm âm nhạc như trình bày trên đây, nên em quyết định lựa chọn đề tài là: Kỹ thuật bảo vệ bản quyền bản nhạc số bằng thủy vân 2 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Tìm hiểu tổng quan về các hướng tiếp cận chính cho việc bảo vệ bản nhạc số bằng phương pháp thủy vân. .. Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 18 Thủy vân số Thủy vân bền vững Thủy vân ẩn Thủy vân hiện Thủy vân dễ vỡ Thủy vân ẩn Thủy vân hiện Hình 1.4: Phân loại thủy vân số Các kỹ thuật thuỷ vân trên hình 1.4[6] được phân biệt bởi những đặc trưng, tính 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 đối tượng đa phương tiện (ảnh,... thủy vân Hình 1.5: Mô hình thủy vân âm thanh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 20 Như đã trình bày trong chương 1 và theo [9], có nhiều kỹ thuật thủy vân âm thanh Trong phạm vi luận văn này, hai kỹ thuật thủy vân âm thanh được nghiên cứu, đó là: - Thủy vân âm thanh trong miền thời gian với kỹ thuật nhúng thủy vân vào LSB - Thủy vân âm thanh trong miền biến đổi với kỹ thuật. .. 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 19 hình thức dán tem bản quyền Trong trường... tin âm nhạc chuyển giao giữa phương tiện điện tử và máy tính Bảng 1.2: Một số định dạng file âm thanh trên máy tính Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 28 CHƢƠNG 2 THUẬT TOÁN THỦY VÂN ÂM THANH TRÊN MIỀN THỜI GIAN VÀ MIỀN TẦN SỐ Trong chương này, một số thuật toán thủy vân âm thanh trong miền thời gian sử dụng kỹ thuật thay thế LSB và thủy vân âm thanh trong miền tần số sử... phải được bảo mật Đối với các thuật toán giấu thông tin mật, người ta không chú trọng đến việc bảo vệ thông tin mật trước sự tấn công của các đối thủ Mà thay vào đó quan tâm đến tính ẩn và tính an toàn đối với dữ liệu cần giấu Giấu thông tin thủy vân Khác với kỹ thuật giấu thông tin để giữ bí mật thông tin, giấu thông tin thủy vân có mục tiêu là bảo vệ bản quyền và xác thực thông tin Vì vậy, kỹ thuật này... luận văn này, các thuật toán tách ảnh thủy vân được nghiên cứu tương ứng với các thuật toán nhúng ảnh thủy vân vào âm thanh như trình bày trên đây Khóa K Tệp âm thanh có thủy vân Bộ lọc thông tin Tệp âm thanh gốc Ảnh thủy vân Hình 1.6: Mô hình tách thủy vân âm thanh Để cài đặt được mô hình nhúng ảnh thủy vân vào tệp âm thanh và tách ảnh thủy vân khỏi tệp âm thanh, một số kiến thức cơ sở được trình bày... vững đảm bảo trước các - Không quan sát được việc giấu phương pháp nén dữ liệu thông tin - Dữ liệu nhúng có thể nhận thấy hay không nhận thấy - Không kiểm tra được nếu không có khóa thích hợp - Không kiểm tra được nếu Bảng 1.1: So sánh giấu thông tin mật và giấu thông tin thủy vân 1.3 Thủy vân và yêu cầu cơ bản của thủy vân âm thanh 1.3.1 Phân loại thủy vân số Nói đến thuỷ vân số là nói đến kỹ thuật giấu... thuỷ vân hiện trên ảnh thường dưới dạng chìm, mờ hoặc trong suốt để không gây ảnh hưởng đến chất lượng ảnh gốc Đối với thuỷ vân hiện, thông tin bản quyền hiển thị ngay trên sản phẩm 1.3.2 Mô hình hệ thống thủy vân âm thanh Mô hình tổng quát của hệ thống thủy vân âm thanh được mô tả trên hình 1.5 Đầu vào hệ thống là tệp âm thanh, có thể là tệp âm nhạc nào đó cần bảo vệ bản quyền và một ảnh thủy vân để... ứng dụng đang đƣợc triển khai Thủy vân có rất nhiều ứng dụng trong đời sống nổi bật nhất [6]: Bảo vệ bản quyền tác giả: Đây là ứng dụng c bản nhất của kỹ thuật thuỷ vân số (digital watermarking) - một dạng của phương pháp giấu tin Một thông tin nào đó mang ý nghĩa quyền sở hữu tác giả (người ta gọi nó là thuỷ vân - watermark) sẽ được nhúng vào trong các sản phẩm, thuỷ vân đó chỉ một mình người chủ ... ứng: Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 18 Thủy vân số Thủy vân bền vững Thủy vân ẩn Thủy vân Thủy vân dễ vỡ Thủy vân ẩn Thủy vân Hình 1.4: Phân loại thủy vân số Các kỹ thuật. .. Kỹ thuật bảo vệ quyền nhạc số thủy vân Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Tìm hiểu tổng quan hướng tiếp cận cho việc bảo vệ nhạc số phương pháp thủy vân Tập trung vào thuật toán tách nhúng thủy vân. .. kỹ thuật thủy vân âm Trong phạm vi luận văn này, hai kỹ thuật thủy vân âm nghiên cứu, là: - Thủy vân âm miền thời gian với kỹ thuật nhúng thủy vân vào LSB - Thủy vân âm miền biến đổi với kỹ thuật