NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG VIDEO VÀ ỨNG DỤNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG VIDEO VÀ ỨNG DỤNG Chủ nhiệm đề tài: Thành viên tham gia: TS HỒ THỊ HƯƠNG THƠM THS NGUYỄN THỊ THU HÀ Hải Phòng, tháng / 2016 MỤC LỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT .4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU .6 LỜI MỞ ĐẦU Chương I TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN .10 1.1 Giấu thông tin ? 10 1.2 Tầm quan trọng thủy vân 11 1.3 Tầm quan trọng giấu tin 13 1.4 Ứng dụng phổ biến xu hướng phát triển 14 1.5 Video cấu trúc định dạng số tệp Video 14 1.5.1 Khung cấu trúc khung video .14 1.5.2 Một số loại định dạng video phổ biến 15 1.6 Sơ đồ giấu tin tách tin video 17 1.7 Tăng tính an toàn cho thông tin đem giấu 18 1.8 Đánh giá chất lượng âm khung hình sau giấu tin 18 Chương II PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG VIDEO 20 2.1 Giấu thông tin LSB khung hình video 20 2.1.1 Miền bit trọng số thấp LSB (Least Significant Bit): 20 2.2 Giấu tin khung hình video mặt phẳng phân đoạn nhiễu BPCS 22 2.2.1 Quy trình giấu tách tin sử dụng BPCS 25 2.3 Giấu tin âm video 26 Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 31 3.1 Môi trường cài đặt đề mô chương trình 31 3.1.1 Môi trường cài đặt 31 3.1.2 Giao diện chương trình 31 3.2 Thử nghiệm 33 3.2.1 Tập liệu thử nghiệm .33 3.2.2 Thực thử nghiệm 33 3.3 Nhận xét đánh giá 36 KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO .39 CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT AES Advanced Encryption Standard BPF Band Pass Filter DES Data Encryption Standard EOF End of file HVS Human Vision System HAS Human Auditory System LSB Least Significant Bit LPF Low Pass Filter MSB Most Significant Bit MOS Mean Opinion Score SNR Signal-To-Noise Ratio RSA Ron Rivest, Adi Shamir Len Adleman PCM Pulse Code Modulation DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tỉ lệ phương tiện lựa chọn để giấu tin năm 2008 [3]Error! Bookmark not defined Hình 1.2: Sơ đồ phân loại kỹ thuật giấu thông tin Error! Bookmark not defined Hình 1.6 Quá trình giấu tách thông tin video 18 Hình 3.1 Giao diện chương trình 31 Hinh 3.2 Giao diện tách âm khỏi video 32 Hình 3.3 Giao diện giấu thông tin sử dụng kỹ thuật giấu LSB vào khung hình video 32 Hình 3.4 Giao diện giấu thông tin vào âm video 33 Hinh 3.5 Giao diện ghép âm vào video giấu tin .33 Hình 3.11 ảnh nhị phân cần giấu tập liệu audioError! defined Bookmark not Thuyết minh đề tài NCKH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kết đánh giá PSNR chất lượng khung hình sau giấu tin 34 Bảng 3.2 Kết đánh giá PSNR chất lượng khung hình sau giấu tin sử dụng kỹ thuật giấu BPCS .34 Bảng 3.3 Kết đánh giá PSNR chất lượng audio sau giấu tin kỹ thuật giấu LSB 35 Bảng 3.4 Kết đánh giá PSNR chất lượng audio sau giấu tin kỹ thuật miền biến đổi Fourier .36 Thuyết minh đề tài NCKH LỜI MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Kỹ thuật giấu tin hình thức giấu thông tin quan trọng vào đối tượng số khó bị phát kỹ thuật giấu thường không làm ảnh hưởng nhiều đến chất lượng ban đầu đối tượng số Đối tượng dùng để che giấu tin ảnh số (image), âm số (audio), phim đoạn clip (video) mục đích giấu tin là: - Bảo vệ cho đối tượng dùng để bao thông tin, gọi hình thức dùng để bảo vệ tài liệu (bản quyền số) xuyên tạc thông tin Kỹ thuật giấu theo hướng gọi thủy vân số (Watermarking) Thủy vân số cần giấu với lượng thông tin nhỏ đảm bảo bền vững để bảo vệ tài liệu số - Mục đích trao đổi thông tin quan trọng cho đồng minh mà khó bị phát hay nghi ngờ kỹ thuật theo hướng gọi giấu tin mật (Steganography) Giấu tin mật thường cố gắng giấu nhiều thông tin vào đối tượng số tốt mà đảm bảo tốt chất lượng theo trực quan đối tượng số Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Kỹ thuật giấu tin thu hút quan tâm nhiều nghiên cứu giới, đặc biệt lĩnh vực an ninh, quốc phòng, thương mại, … Tuy nhiên Việt Nam giấu tin ảnh có nhiều công trình nghiên cứu công bố, giấu tin âm số hạn chế, chưa có nhiều công bố rộng rãi lĩnh vực Do đề tài nghiên cứu nghiên cứu tìm hiểu số kỹ thuật giấu tin video, trình bày khái niệm sở để nghiên cứu phát triển giấu tin video khác Dựa vào sở nghiên cứu tìm hiệu xây dựng chương trình giấu tin video với hình thức giấu khung hình âm video, sau kết hợp video giấu khung hình âm có giấu tin ta video giấu tin hoàn chỉnh Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài ảnh số (khung hình tách video), âm (âm tách video) video số Trong phạm vi nghiên cứu Thuyết minh đề tài NCKH LỜI MỞ ĐẦU đề tài tập trung vào video định dạng AVI không nén để đảm bảo thông tin giấu không bị “vỡ” tách tin Phương pháp nghiên cứu, kết cấu công trình nghiên cứu Nghiên cứu sở lý thuyết video, giấu tin video dựa theo công trình nghiên cứu khoa học công bố có liên quan, từ áp dụng xây dựng chương trình cài đặt giấu tin video, thử nghiệm đánh giá dựa tập thử nghiệm để từ đưa số nhận xét định phạm vi nghiên cứu số định hướng phát triển tiếp Kết cấu thuyết minh NCKH trình bày tập trung chương: Chương 1: Trình bày tổng quan giấu tin nói chung giấu tin video nói riêng Chương 2: Trình bày phương pháp giấu tin video hay cụ thể giấu tin khung hình video âm video Chương 3: Cài đặt, thử nghiệm đánh giá phương pháp giấu tin video Kết đạt đề tài Đề tài nghiên cứu khoa học tìm hiểu trình bày lại số kỹ thuật giấu tin điển hình video số cụ thể sau: + Nghiên cứu cấu trúc tệp video, tách video thành hai tệp: video (không âm thanh), âm lưu dạng file wav, với tần số lấy mẫu 44.1kHz + Thực giấu tin video sử dụng hai kỹ thuật giấu: giấu LSB khung hình video, giấu tin sử dụng miền BPCS + Thực giấu tin âm video sử dụng kỹ thuật giâu điển hình LSB tín hiệu âm Trong đề tài cài đặt kỹ thuật giấu tin đơn giản tín hiệu âm thanh, để sử dụng phương pháp giấu phức tạp âm bạn đọc tham khảo đề tài nghiên cứu khoa học “ Giấu tin âm số ứng dụng” thực năm học 2014-2015 + Thực ghép video (không chứa âm thanh) giấu tin với âm video giấu tin ta video đa giấu tin âm khung hình Thuyết minh đề tài NCKH LỜI MỞ ĐẦU Dựa kết thử nghiệm đưa số nhận định phương pháp giấu tin video sử dụng độ đo PSNR, từ đưa giải pháp áp dụng thực tế cho vấn đề truyền tin mật hay xác thực quyền Thuyết minh đề tài NCKH Chương I TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN Chương I TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN 1.1 Giấu thông tin ? Cầm tờ 20 đô la Mỹ soi lên ánh đèn, bạn nhìn vào phía mặt tờ đô la có chân dung tổng thống Andrew Jackson bạn thấy hình thủy vân lên phía bên phải Hình thủy vân giấu trực tiếp tiền trình làm tiền giấy, nên khó làm giả Đó phương pháp dùng để chống làm giả mà kẻ giả mạo thường dùng cách rửa mực tờ 20 đô la sau in nội dung 100 đô la lên tờ tiền Hình thủy vân tờ 20 đô la (Hình 1.1) giống hầu hết hình thủy vân tiền giấy ngày nay, có hai vấn đề gắn liền với chủ đề sách Thứ nhất, hình thủy vân ẩn nhìn cách thông thường, xử lý cách nhìn đặc biệt (trong trường hợp này, đưa tờ 20 đô la soi lên ánh đèn) Thứ hai, hình thủy vân mang thông tin đối tượng dùng để che giấu (hình thủy vân tính chất xác thực tiền giấy) Ngoài ra, thủy vân áp dụng cho nhiều đối tượng vật lý khác hay tín hiệu điện tử Ví dụ: vải, nhãn hiệu, hay bao bì sản phẩm đối tượng vật lý thủy vân mực hay thuốc nhuộm đặc biệt vô hình Nhạc, ảnh hay video ví dụ đặc trưng cho đối tượng tín hiệu số hay sử dụng Xét ví dụ khác liên quan đến thủy vân giấy có khác biệt góc độ triết học Hãy tưởng tượng, điệp viên tên Alice, cô cần phải thông báo với cấp số phát tối mật Alice viết thư kể kỳ nghỉ tuyệt vời gia đình cô gần Sau hoàn thành thư, Alice thay mực sữa viết thông tin mật vào dòng thư Khi mực khô, thông tin mật trở nên vô hình với mắt người Nếu hơ nóng tờ giấy nến thông tin mật Đây ví dụ giấu tin mật (Steganography) Khác với thủy vân (Watermarking), thông tin mật thư không liên quan tới nội dung thư, mà nhằm mục đích vỏ bọc để che giấu diện thông tin mật 10 Thuyết minh đề tài NCKH Chương II PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG VIDEO bảng màu, số màu nên có số tương tự, thường phải xếp lại bảng màu trật tự màu tương ứng khung hình trước giấu thông tin 2.2.1 Quy trình giấu tách tin sử dụng BPCS Khi áp dụng kỹ thuật giấu tin BPCS cho video, thực chọn khung hình để giấu tin (có thể nhiều khung hình tùy thuộc vào độ dài thông tin mật), minh họa hình 2.6, tách khung hình khỏi video, cụ thể trình bày sau: Hình 2.6 Tách khung hình từ tệp Video • Đọc khung hình • Chọn Khung hình • Che giấu thông tin mật • Đọc khung hình liên tục • Trích xuất liệu Hình cho thấy khung chọn với hoạt động giấu khung linh hoạt để định điểm bắt đầu khung điểm kết thúc, tính 25 Thuyết minh đề tài NCKH Chương II PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG VIDEO làm cho hệ thống an toàn mặt tránh phát liệu giấu cách sử dụng kỹ thuật thống kê Độ phức tạp alpha cho vùng khung hình nhị phân kích thước m x m định nghĩa sau: (2.1) Với k tổng đường viền màu đen trắng ảnh 2m (m-1) chiều dài biên tối đa thu từ mẫu m x m Các bước thực giấu tin sử dụng BPCS: Bước 1: Chia vùng ảnh thành mặt phẳng bit với kích thước × Phân loại vùng thành vùng “nhiều thông tin” “nhiễu” dựa ngưỡng phân loại α0 Bước 2: Nhúng thông tin vào “nhiễu” để tạo thành vùng có giấu tin Mỗi vùng coi ảnh nhị phân kích cỡ × Bước 3: Nếu khối bí mật phức tạp so với ngưỡng α0, liên hợp chúng để làm cho có giá trị độ phức tạp cao Bước 4: Nhúng khối bí mật vào vị trí khối nhiễu mặt phẳng bit Nếu khối liên hợp ghi lại kiện đồ định vị (location map) Bước 5: Có thể nhúng đồ định vị vùng giấu tin khối bí mật lưu trữ riêng 2.3 Giấu tin âm video 2.3.1 Giấu LSB âm video Thuật toán giấu tin tách tin k bit LSB tín hiệu âm video trình bày chi tiết Thuật toán giấu tin: Đầu vào: Audio gốc A có độ dài tín hiệu L, chuỗi tin cần giấu M Đầu ra: Audio giấu tin 26 Thuyết minh đề tài NCKH Chương II PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG VIDEO Các bước thực hiện: Bước 1: Đọc audio vào A, dựa vào tần số lấy mẫu thông số liên quan đến cấu trúc lưu trữ tệp audio ta vector giá trị tín hiệu mẫu lưu vào mảng chiều để thực giấu tin Bước 2: Thực chuyển đổi chuỗi tin cần giấu M sang chuỗi bit nhị phân để giấu vào audio, tính độ dài số bit thông điệp lưu vào L Bước 3: Chọn giá trị k phù hợp (tức chọn số bit LSB tín hiệu audio giấu tin) Bước Dựa vào k chọn bước 3, thực giấu L (độ dài bit thông điệp) vào LSB ba tín hiệu cuối tín hiệu audio để phục vụ tách tin Bước 5: Dựa vào k chọn độ dài L thông điệp ta thực chia chuỗi bit thông điệp thành chuỗi có độ dài k bit Mỗi chuỗi thay vào k bit LSB L/k tín hiệu audio để giấu đủ L bit thông điệp Bước 6: Lưu lại tín hiệu audio vào tệp audio kết ta audio giấu tin S Thuật toán tách tin: Đầu vào: Audio giấu tin S Đầu ra: Thông điệp giấu M Các bước thực hiện: Bước 1: Đọc audio vào S, dựa vào tần số lấy mẫu thông số liên quan đến cấu trúc lưu trữ tệp audio ta vector giá trị tín hiệu mẫu lưu vào mảng chiều để thực tách tin Bước 2: Cho biết giá trị k (số bit LSB giấu tin) Bước 3: Tách độ dài bit L giấu ba tín hiệu cuối tín hiệu audio Bước 4: Thực tách k bit LSB L/k tín hiệu giấu tin ghép lại thành chuỗi bit, ta chuỗi bit giấu 27 Thuyết minh đề tài NCKH Chương II PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG VIDEO Bước 5: Chuyển đổi chuỗi bit tách dạng ban đầu ta thông điệp cần tách Thông điệp ban đầu cần giấu văn bản, liệu ảnh đoạn audio 2.3.2 Giấu tin miền biến đổi Fourier tín hiệu âm video Đây kỹ thuật nhóm tác giả C.J Ganier, Randall Holman, Julie Rosser Erik Swanson đề xuất Theo nhóm tác giả hệ thống thính giác người trưởng thành phân biệt tín hiệu âm khoảng từ 4kHz đến 18kHz, tín hiệu thấp nhỏ 4kHz tai người khó nhận biết Trong thực tế tín hiệu thấp nhỏ 4kHz không “được sử dụng”, nhóm tác giả sử dụng tín hiệu để nhúng thủy vân [9] Kỹ thuật thủy vân số miền biến đổi phương pháp thay giấu trực tiếp tín hiệu miền thời gian thực tín hiệu biến đổi sang miền tần số sau chèn thông tin cần giấu vào Tổng quát phương pháp mô tả qua sơ đồ hình 2.8 Hình 2.8 Sơ đồ tổng quát giấu tin tách tin miền tần số [9] Theo sơ đồ 2.8 tín hiệu vào dùng để che giấu thông tin gọi tín hiệu sở (Base Signals), tín hiệu sau giấu thông tin gọi tín hiệu mang tin (Combined Signals) Bộ LPF (low pass filter) lọc thông thấp, lọc cho thành phần tần số thấp tần số cắt qua, thành phần tần số cao bị loại bỏ, BPF (Band pass filter) lọc thông dải, lọc cho thành phần có tần số dải qua, thành phần bé lớn loại bỏ Bộ cos(wt) điều chỉnh tín hiệu sử dụng phép toán cosine Bộ  kết hợp tín hiệu sở với tín hiệu thông điệp 28 Thuyết minh đề tài NCKH Chương II PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG VIDEO Quy trình giấu tin mô tả tóm tắt sau: giả sử có tín hiệu vào để che giấu thông tin (gọi tín hiệu sở) thông điệp (giả sử đoạn tín hiệu audio đó) cần che giấu Sử dụng biến đổi tần số Fourier cho hai tín hiệu này, ta miền biến đổi Fourier Tiếp theo thực lọc sử dụng lọc thông thấp LPF đến 18kHz cho tín hiệu sở, loại bỏ 4kHz Sử dụng lọc thông giải BPF cho tín hiệu thông điệp với giải lọc từ 300Hz đến 3.3 kHz Cuối thực điều chỉnh tín hiệu thông điệp (đã lọc) sử dụng biến đổi cosine với tần số mang 20kHz Kết hợp tín hiệu sở (đã lọc) với tín hiệu thông điệp sau điều chỉnh nhận tín hiệu có giấu thông tin Quá trình tách tin thực ngược lại, sử dụng lọc thông giải BPF cho tín hiệu mang tin để tách giải thông tin hiệu thông điệp gộp tin hiệu sở Kết sau lọc BPF điều chỉnh sử dụng cos(wt) phép cosine ta tín hiệu sau điều chỉnh, tín hiệu sử dụng lọc thông thấp LPF để tín hiệu thông điệp giấu Thuật toán giấu tin tách tin miền biến đổi trình bày sau Thuật toán giấu tin: Đầu vào: Audio gốc A có độ dài tín hiệu L, audio cần giấu M Đầu ra: Audio giấu tin Các bước thực hiện: Bước 1: Đọc audio vào A, dựa vào tần số lấy mẫu thông số liên quan đến cấu trúc lưu trữ tệp audio ta vector giá trị tín hiệu mẫu, biến đổi Fourier cho tin hiệu vào (không biến đổi tín hiệu audio cuối để giấu độ dài thông điệp) Bước 2: Đọc audio cần giấu M, tính độ dài số tín hiệu M giá trị L, lưu vào tín hiệu cuối audio vào A để tách M trình tách tin Thực biến đổi Fourier cho tin hiệu thông điệp M Bước 3: Thực lọc sử dụng lọc thông thấp LPF đến 18kHz cho tín hiệu sở 29 Thuyết minh đề tài NCKH Chương II PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG VIDEO Bước 4: Sử dụng lọc thông giải BPF cho tín hiệu thông điệp với giải lọc từ 300Hz đến 3.3 kHz Bước 5: thực điều chỉnh tín hiệu thông điệp (đã lọc) sử dụng biến đổi cosine với tần số mang 20kHz Kết hợp tín hiệu sở (đã lọc) với tín hiệu thông điệp sau điều chỉnh nhận tín hiệu có giấu thông tin Bước 6: Lưu lại tín hiệu audio giấu tin vào tệp audio kết ta audio giấu tin S Thuật toán tách tin: Đầu vào: Audio giấu tin S Đầu ra: Audio thông điệp giấu M Các bước thực hiện: Bước 1: Đọc audio vào S, dựa vào tần số lấy mẫu thông số liên quan đến cấu trúc lưu trữ tệp audio ta vector giá trị tín hiệu để thực tách tin Bước 2: Tách độ dài tín hiệu L giấu ba tín hiệu cuối tín hiệu audio Bước 3: Sử dụng lọc thông giải BPF cho tín hiệu mang tin để tách giải thông tin hiệu thông điệp giấu Bước 4: Điều chỉnh tín hiệu sử dụng cos(wt) phép cosine ta tín hiệu sau điều chỉnh, tín hiệu sử dụng lọc thông thấp LPF ta tín hiệu thông điệp giấu Bước 5: Kết hợp với độ dài tín hiệu L giấu ta audio thông điệp Thuật toán kỹ thuận phù hợp với phương pháp thủy vân số dùng để giấu đoạn audio vào audio sở mục đích bảo vệ quyền số liệu âm 30 Thuyết minh đề tài NCKH Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 3.1 Môi trường cài đặt đề mô chương trình 3.1.1 Môi trường cài đặt Chương trình giấu tin thực môi trường Matlap phiên 2008b Môi trường hỗ trợ nhiều tính liên quan đến đọc lưu liệu audio giúp giảm thiểu việc xử lý vào tệp audio Hệ điều hành tối thiểu để sử dụng Matlab phiên 2008 hệ điều hành Win7, Window Vista WinNT 3.1.2 Giao diện chương trình Sau số cửa sổ giao diện chương trình Cửa số chương trình (hình 3.1) có module là: module kỹ thuật giấu tin mật module kỹ thuật thủy vân số Các hình ví dụ minh họa chi tiết thực số chức giấu tin, tách tin cụ thể Hình 3.1 Giao diện chương trình 31 Thuyết minh đề tài NCKH Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Chương trình gồm có chức sau: + Tách âm khỏi video trước giấu tin + Giấu thông tin khung hình video, sử dụng hai phương pháp là: Giấu miền LSB khung hình giấu tin sử dụng miền BPCS + Giấu tin âm video, sử dụng phương pháp giấu LSB tín hiệu âm + Ghép âm giấu tin vào video giấu khung hình, ta video giấu tin khung hình video + Giao diện đánh giá PSNR chất lượng khung hình, âm trước sau giấu tin Hinh 3.2 Giao diện tách âm khỏi video Hình 3.3 Giao diện giấu thông tin sử dụng kỹ thuật giấu LSB vào khung hình video 32 Thuyết minh đề tài NCKH Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Hình 3.4 Giao diện giấu thông tin vào âm video Hinh 3.5 Giao diện ghép âm vào video giấu tin 3.2 Thử nghiệm 3.2.1 Tập liệu thử nghiệm Tập liệu video dùng để thử nghiệm bao gồm 10 tệp video đó: Dự liệu thông điệp gồm: đoạn âm đó, tệp văn bất kỳ, ảnh nhị phân, ảnh cấp xám 3.2.2 Thực thử nghiệm 33 Thuyết minh đề tài NCKH Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Tiến hành thử nghiệm để giấu tin vào tập liệu video (gồm 10 tệp), cho trường hợp sau đánh giá chất lượng tín hiệu âm sau giấu tin PSNR ta kết cho trường hợp sau: + Trường hợp 1: giấu vào khung hình video sử dụng phương pháp giấu LSB (của kênh màu R, G, B) thông điệp văn 1000 ký tự, sau tiến hành đánh giá PSNR cho khung hình giấu tin ta bảng kết 3.1 Bảng 3.1 Kết đánh giá PSNR chất lượng khung hình sau giấu tin No Khung hình video (PSNR trung bình kênh) 87.4563 90.46667 91.54173 83.71727 87.5621 84.71587 90.04803 94.44607 93.773 10 97.29143 + Trường hợp 2: giấu vào khung hình video sử dụng phương pháp giấu BPCS (trên kênh màu R khung hình) thông điệp văn 1000 ký tự, sau tiến hành đánh giá PSNR cho khung hình giấu tin ta bảng kết 3.2 Bảng 3.2 Kết đánh giá PSNR chất lượng khung hình sau giấu tin sử dụng kỹ thuật giấu BPCS No Khung hình video (PSNR kênh R) 44.5666 49.1399 34 Thuyết minh đề tài NCKH Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 53.905 54 0847 58.6449 39.1796 45.1441 48.6853 54 0847 10 50.9889 + Trường hợp 3: Giấu thông điệp văn có độ dài 1000 ký tự vào âm video phương pháp giấu LSB tín hiệu âm thanh, sau sử dụng phương pháp đánh giá PSNR cho âm sau giấu tin ta kết bảng 3.3 Bảng 3.3 Kết đánh giá PSNR chất lượng audio sau giấu tin kỹ thuật giấu LSB No Âm video 73.3162 dB 75.4257 dB 70.9296 dB 63.4935 dB 76.4811 dB 79.0625 dB 77.6028 dB 79.4459 dB 35 Thuyết minh đề tài NCKH Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 78.3756 dB 10 78.9611 dB + Trường hợp 4: Giấu thông điệp văn có độ dài 1000 ký tự vào âm video phương pháp giấu miền biến đổi Fourier tín hiệu âm thanh, sau sử dụng phương pháp đánh giá PSNR cho âm sau giấu tin ta kết bảng 3.4 Bảng 3.4 Kết đánh giá PSNR chất lượng audio sau giấu tin kỹ thuật miền biến đổi Fourier No Âm video 35.5063 dB 29.7468 dB 36.8012 dB 30.768 dB 27.1032 dB 26.0642 dB 27.1257 dB 28.356 dB 25.6758 dB 10 25.3917 dB 3.3 Nhận xét đánh giá Dựa vào bảng 3.1, 3.2, 3.3 3.4 đưa nhận xét sau kỹ thuật giấu tin, thông tin giấu có độ dài xấp xỉ số bit: + Kỹ thuật giấu tin miền biến đổi tần số Fourier có PSNR thấp (bảng 3.4) (là trường hợp thay đổi nhiều giá trị ban đầu tín hiệu audio gốc), so với kỹ 36 Thuyết minh đề tài NCKH Chương III CÀI ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ thuật giấu khác gây nhiễu tín hiệu gốc, sử dụng phép biến đổi fourier làm hiệu chỉnh lớn giá trị gốc trước giấu tin, chất lượng chấp nhận với khán giả không khó tính Tuy nhiên phương pháp giữ thủy vân giấu bền vững trước số tần công xử lý âm Do nhóm nghiên cứu chưa có nhiều thời gian xây dựng số phép biến đổi tín hiệu lọc, giảm làm trơn nhiễu nên chưa đưa khẳng định cụ thể + Kỹ thuật giấu tin LSB tín hiệu âm video cao so với LSB giá trị âm bị hiệu chỉnh gần không làm thay đổi nhiều so với giá trị gốc để giấu tin, giá trị PSNR (bảng 3.3) cao so với kỹ thuật giấu tin sử dụng biến đổi Fourier (Bảng 3.4) + Kỹ thuật giấu tin khung hình video sử dụng phương pháp BPCS có PSNR (bảng 3.2) thấp so với giá trị PSNR (bảng 3.1) kỹ thuật giấu tin LSB khung hình kỹ thuật giấu BPCS phụ thuộc vào độ phức tạp vùng nhiễu Từ thông số đánh giá PSNR thấy áp dụng phương pháp giấu tin video vào ứng dụng thực tế cho mục đích trao đổi thông tin mật xác thực quyền số video khó bị nghi ngờ dựa vào hệ thống trực quan người, chưa khẳng định chắn an toàn thông tin giấu video với hệ thống công làm ảnh hưởng đến nội dung video số như: xử lý nhiễu, lọc co giãn video 37 Thuyết minh đề tài NCKH KẾT LUẬN KẾT LUẬN Kỹ thuật giấu thông tin video số hướng nghiên cứu phương pháp giấu thông tin đạt kết khả quan Đề tài nghiên cứu khoa học tìm hiểu trình bày lại số kỹ thuật giấu tin điển hình video số cụ thể sau: + Nghiên cứu cấu trúc tệp video, tách video thành hai tệp: video (không âm thanh), âm lưu dạng file wav, với tần số lấy mẫu 44.1kHz + Thực giấu tin video sử dụng hai kỹ thuật giấu: giấu LSB khung hình video, giấu tin sử dụng miền BPCS + Thực giấu tin âm video sử dụng kỹ thuật giâu điển hình LSB tín hiệu âm Trong đề tài cài đặt kỹ thuật giấu tin đơn giản tín hiệu âm thanh, để sử dụng phương pháp giấu phức tạp âm bạn đọc tham khảo đề tài nghiên cứu khoa học “ Giấu tin âm số ứng dụng” thực năm học 2014-2015 + Thực ghép video (không chứa âm thanh) giấu tin với âm video giấu tin ta video đa giấu tin âm khung hình Trong thực tế lựa chọn giấu khung hình video giấu âm video, tùy mục đích sử dụng cụ thể thực tế Do hạn chế thời gian nên đề tài nghiên cứu kỹ thuật giấu tin video định dạng avi không nén, chưa nghiên cứu thử nghiệm với định dạng video khác Tuy nhiên báo cáo nghiên cứu coi làm tài liệu cho sinh viên chuyên ngành CNTT, tổng hợp trình bày khái niệm giấu tin tín hiệu video làm tảng cho nghiên cứu sau an toàn thông tin liệu đa phương tiện Hướng nghiên cứu đề tài nghiên cứu phương pháp giấu tin bền vững video định dạng khác như: mpeg, wmv, 38 Thuyết minh đề tài NCKH TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Aubrey de Seslincourt (1996), Herodotus - The Histories, Penguin Books, London [2] Ingemar Cox, Jeffrey Bloom, Matthew Miller, Ton Kalker, Jessica Fridrich (2008), Digital Watermarking and Steganography, Second Edition, Morgan Kaufmann Press, USA [3] Jessica Fridrich (2009), Steganography in digital media: principles, algorithms, and applications, Cambridge University Press [4] http://www.infotech.oulu.fi/Annual/2003/MTEAM.html [5] Hamid A Jalab, A A Zaidan and B B Zaidan, Selected Approach for Hiding Data within MPEG Video Using Bit Plane Complexity Segmentation JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 1, ISSUE 1, DECEMBER 2009, ISSN: 2151-9617 39