Kỹ thuật thủy vân trong bảo vệ bản quyền video

MỤC LỤC MỞ DẦU 1.Tính cấp thiết đề tài .4 2.Mục tiêu nghiên cứu đề tài 3.Đối tượng phạm vi nghiên cứu .5 4.Bố cục luận văn .5 Chương 1: Tổng quan giấu tin .10 1.1 Định nghĩa giấu tin vài nét lịch sử giấu tin 10 1.1.1 Định nghĩa 10 1.1.2 Vài nét lịch sử giấu tin 10 1.1.3 Mô hình kỹ thuật giấu tin thuật ngữ 11 1.1.4 Sự khác biệt mã hóa giấu tin .13 1.2 Giấu tin liệu đa phương tiện .14 1.2.1 Giấu tin ảnh .14 1.2.2 Giấu tin audio 16 1.2.3 Giấu tin video 17 1.2.4 Giấu tin văn .18 1.3 Giấu tin ảnh, đặc trưng tính chất 18 1.4 Các kỹ thuật giấu tin .20 1.4.1 Giấu tin mật thủy vân số 22 1.4.2 Các yêu cầu giấu tin mật thủy vân 24 1.5 Một số ứng dụng triển khai 24 Chương 2: Một số phương pháp thủy vân ảnh 27 2.1 Kỹ thuật thuỷ vân sử dụng phép biến đổi cosin rời rạc 28 2.1.1 Phép biến đổi cosin rời rạc 28 2.2 Một số kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi sóng nhỏ 32 2.2.1 Phép biến đổi sóng nhỏ (DWT) .32 2.2.2 Kỹ thuật thuỷ vân Mehul R Priti R .33 2.2.3 Kỹ thuật thuỷ vân Tao P Eskicioglu A M 35 2.2.4 Phát triển kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT .38 2.3 Thuỷ vân số file Video 42 2.3.1 Cấu trúc file Video 42 2.3.2 Thủy vân Video 43 Chương 3: Thử nghiệm đánh giá kết .45 3.1 Kiểm tra tính suốt tính bền vững thủy vân 45 3.1.1 Kiểm tra tính suốt thủy vân 45 3.1.2 Kiểm tra tính bền vững thủy vân .45 3.2 Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT 47 3.3 Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT ma trận số giả ngẫu nhiên 50 3.4 Một số kết thử nghiệm Video 54 3.4.1 Kết thử nghiệm sử dụng thuật toán DCT 54 3.4.2 Kết thử nghiệm sử dụng thuật toán DWT 56 KẾT LUẬN .58 ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 MỞ DẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, với đời phát triển mạng Internet, người kết nối vào Internet, tìm kiếm thông tin cách dễ dàng thông qua nhà cung cấp dịch vụ mạng Sự phát triển nhanh chóng Khoa học kỹ thuật nhiều lĩnh vực đặc biệt lĩnh vực đa phương tiện (multimedia) làm cho sản xuất, quản lý phân phối sản phẩm này: hình ảnh, âm thanh… dễ dàng Cùng với phổ biến rộng rãi mạng internet tốc độ cao làm cho trình phân phối chúng trở nên nhanh chóng, đem lại lợi nhuận to lớn thông qua hệ thống thương mại điện tử Với môi trường mở tiện nghi thế, hệ thống mạng đại trở thành phương tiện phân phối tài liệu cách nhanh chóng kinh tế Tuy nhiên, việc phân phối cách phổ biến tài nguyên mạng gặp phải nạn chép sử dụng bất hợp pháp như: xâm phạm quyền, truy cập trái phép, xuyên tạc, giả mạo thông tin… Đứng trước tình hình đó, vấn đề bảo vệ quyền sản phẩm nhận quan tâm đặc biệt Những năm gần đây, nội dung quyền số nhà khoa học nước quan tâm nghiên cứu Tuy vậy, Việt Nam kết lĩnh vực này, đặc biệt nội dung bảo vệ quyền Video hạn chế Với mong muốn nghiên cứu, tìm hiểu khía cạnh an toàn bảo mật thông tin kỳ làm luận văn tốt nghiệp cao học, chọn đề tài “Kỹ thuật thủy vân bảo vệ quyền Video” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Hiện có nhiều thuật toán giấu tin ảnh, giấu tin âm Video cấu tạo từ nhiều thành phần, chủ yếu gồm âm khung hình (thực chất ảnh Bitmap) Đề tài “Kỹ thuật thủy vân bảo vệ quyền Video” nghiên cứu kỹ thuật đọc, tách nội dung Video thành thành phần, sử dụng kỹ thuật thủy vân bền vững ảnh để thực trình nhúng thủy vân vào khung hình; thực trình tổng hợp để Video chứa thông tin thủy vân ngược lại Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Định dạng file Video, thành phần cấu thành Video - Kỹ thuật xử lý liệu Video - Một số kỹ thuật thủy vân bền vững Video Ý nghĩa khoa học đề tài Về lý thuyết, kết đề tài đề xuất kỹ thuật đọc, xử lý tách liệu Video thành thành phần âm thanh, ảnh quy trình tạo lại Video từ thành phần tách; kỹ thuật thủy vân Video bảo vệ quyền Về thực nghiệm, kết đề tài làm phong phú thêm nguồn liệu so sánh, đánh giá kết nhóm kỹ thuật thủy vân Video, bước đầu đề xuất biện pháp kỹ thuật bảo vệ quyền sản phẩm Video Bố cục luận văn Luận văn gồm chương phần kết luận với nội dung sau: Chương Tổng quan giấu tin Chương trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu giấu tin, khái niệm liên quan, kỹ thuật phổ biến hướng nghiên cứu triển khai giấu tin Chương Một số phương pháp thủy vân ảnh Chương trình bày số kỹ thuật thuỷ vân ẩn bền vững ảnh, phân tích, đánh giá kỹ thuật thông qua chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân tính bền vững thuỷ vân trước công lên ảnh chứa Chương Thử nghiệm đánh giá kết Chương trình bày quy trình tách khung hình từ file Video thực nhúng – tách thủy vân; số kết thực nghiệm đánh giá Phần kết luận NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT DCT DWT MSE PSNR SF WL Discrete cosine transform Discrete wavelet transform Mean squared error Peak signal-to-noise ratio Similarity factor Kỹ thuật giấu tin theo khối bit Wu M.Y Lee J.H DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN VĂN Bảng Tên bảng luận văn Tính bền vững thuỷ vân theo Mehul R Priti R trước 3.1 công lên ảnh chứa thuỷ vân Tính bền vững thuỷ vân theo Tao P Eskicioglu 3.2 A.M trước công Chất lượng ảnh chứa thuỷ vân thuỷ vân tìm lại 3.3 3.4 3.5 3.6 theo kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT ma trận số giả ngẫu nhiên Tính bền vững thuỷ vân trước số công theo kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT ma trận số giả ngẫu nhiên Một số thông tin mẫu thử Tính bền vững vủa thuỷ vân trước công nén Trang 49 51 53 54 56 57 Hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 DANH MỤC HÌNH TRONG LUẬN VĂN Tên hình luận văn Lược đồ chung trình giấu tin Lược đồ chung trình tách tin Sự khác mã hóa giấu tin Phân loại kỹ thuật giấu tin Phân loại kỹ thuật thuỷ vân Ảnh gốc lượng phân bố ảnh qua phép biến đổi DCT Phân chia miền tần số ảnh phép biến đổi DCT Cấu trúc phân tích ảnh phân tích qua phép biến đổi sóng nhỏ hai chiều mức Cấu trúc file Video Quy trình nhúng thuỷ vân Quy trình tách thuỷ vân Nhúng thuỷ vân theo Mehul R Priti R Nhúng thuỷ vân theo Tao P Eskicioglu A.M Kết thuỷ vân sử dụng DWT ma trận số giả ngẫu nhiên Kết nhúng thuỷ vân vào frame file Video sử dụng phép biến đổi DCT Kết tách thuỷ vân trước sau nén Kết nhúng thuỷ vân vào frame file Video sử dụng phép biến đổi DWT Kết tách thuỷ vân trước sau thay đổi tham số Quality Trang 17 18 26 27 31 42 43 44 48 50 52 56 57 58 59 Chương 1: Tổng quan giấu tin 1.1 Định nghĩa giấu tin vài nét lịch sử giấu tin 1.1.1 Định nghĩa Giấu thông tin (Steganography) kỹ thuật nhúng thông tin (embeding) vào nguồn đa phương tiện gọi phương tiện chứa (host data) mà không gây nhận biết tồn thông tin giấu (invisible) Hay ta định nghĩa tổng quát sau: Giấu tin kỹ thuật nhúng lượng thông tin số vào đối tượng liệu số khác 1.1.2 Vài nét lịch sử giấu tin Từ Steganography bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp sử dụng ngày nay, có nghĩa tài liệu phủ (covered writing) Các câu chuyện kể kỹ thuật giấu thông tin truyền qua nhiều hệ Có lẽ ghi chép sớm kỹ thuật giấu thông tin (thông tin hiểu theo nghĩa nguyên thủy nó) thuộc sử gia Herodotus người Hy lạp Khi bạo chúa Hy lạp Histiaeus bị vua Darius bắt giữ Susa vào kỷ thứ năm trước Công nguyên, ông gửi thông báo bí mật cho rể Aristagoras Miletus Histiaeus cạo trọc đầu nô lệ tin cậy xăm thông báo da đầu người nô lệ Khi tóc người nô lệ mọc đủ dài, gửi tới Miletus Một câu chuyện khác thời Hy-Lạp cổ đại Herodotus ghi lại Môi trường để ghi văn viên thuốc bọc sáp ong Demeratus, người Hy lạp, cần thông báo cho Sparta Xerxes định xâm chiếm Hy lạp Để tránh bị phát hiện, bóc lớp sáp khỏi viên thuốc khắc thông báo lên bề mặt viên thuốc này, sau bọc lại viên thuốc 3.2 Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT Hầu hết kỹ thuật thuỷ vân sử dụng phép biến đổi sóng nhỏ DWT có chung ý tưởng thực biến đổi sóng nhỏ hai chiều để biến đổi ảnh gốc sang miền tần số, kết phép biến đổi DWT chia ảnh gốc thành bốn băng tần LL, LH, HL HH, biến đổi giá trị hệ số thuộc băng tần cách kết hợp với thông tin thuỷ vân, khoá Cuối thực phép biến đổi ngược IDWT băng tần thay đổi để ảnh nhúng thuỷ vân Trong kỹ thuật thuỷ vân Mehul R Priti R [9] tác giả sử dụng phép biến đổi DWT hai chiều mức hai phân tích ảnh gốc I thành băng tần LL2, LH2, HL2 HH2 sử dụng thuỷ vân hai ảnh nhị phân J, K Thuỷ vân thứ nhúng vào băng LL2, thuỷ vân thứ hai nhúng vào băng HH2 thực phép biến đổi ngược IDWT để tổng hợp thành ảnh chứa thuỷ vân Trong thử nghiệm, ảnh gốc chọn ảnh đa mức xám “HOASUNG.BMP” kích thước 256×256, hai thuỷ vân ảnh nhị phân “IOIT.BMP” kích thước 64×64, hệ số α chọn 20 với băng LL2, với băng HH2 Ảnh sau nhúng thuỷ vân sử dụng để tách lấy thuỷ vân, kết hai băng LL2 HH2 cho thuỷ vân trùng với thuỷ vân gốc Ảnh gốc, ảnh thuỷ vân gốc, ảnh sau nhúng thuỷ vân trình bày hình 3.1 Ảnh gốc Ảnh thuỷ vân gốc Ảnh gốc nhúng thuỷ vân 256×256 64×64 PSNR=34.970 Hình 3.1 Nhúng thuỷ vân theo Mehul R Priti R Ảnh gốc sau nhúng thuỷ vân xử lý qua phép biến đổi ảnh thông thường, sau thực tách lấy thuỷ vân hai băng LL2 HH2 so sánh độ lệch bit với thuỷ vân gốc Kết so sánh SR thể tính bền vững thuỷ vân tương ứng băng trước công thông thường lên ảnh chứa thể qua bảng 3.1 Bảng 3.1 Tính bền vững thuỷ vân theo Mehul R Priti R trước công lên ảnh chứa thuỷ vân SR thuỷ vân tách Loại công Băng LL2 Băng HH2 JPEG Compression Q = 75 0.9998 0.5779 JPEG Compression Q = 50 0.9863 0.4868 JPEG Compression Q = 25 0.8960 0.4724 Rescaling 256 → 128 → 256 0.7605 0.6480 Intensity Adj [0 0.8], [0 1] 0.5964 0.8259 Histogram 0.6164 0.7495 Blurring 3,3 0.9155 0.5078 Adding Gaussian Noise 0.001 0.8919 0.6108 Cropping 50% 0.8420 0.4917 Pixelate mosaic 0.9273 0.9529 Sharpening 0.8870 0.8215 Kết kiểm thử tính bền vững thuỷ vân cho thấy, thuỷ vân nhúng băng LL bền vững thuỷ vân nhúng băng HH trước hầu hết phép biến đổi ảnh Thuỷ vân nhúng băng HH bền vững thuỷ vân nhúng băng LL trước công Intensity Adj chỉnh histogram Thuỷ vân hai băng thể tính bền vững thấp trước thao tác thay đổi kích thước ảnh chứa 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 Đây đặc điểm chung tất hệ thống thuỷ vân ẩn bền vững Thử nghiệm kỹ thuật Tao P Eskicioglu A.M với việc sử dụng phép biến đổi DWT hai chiều mức một, ảnh gốc sử dụng ảnh đa mức xám “HOASUNG.BMP” kích thước 512×512, thuỷ vân nhúng vào bốn băng ảnh nhị phân “IOIT.BMP” kích thước 256×256, hệ số tương quan chọn với băng LL 8, chọn với băng lại Việc tách lấy thuỷ vân từ ảnh chứa sau nhúng thuỷ vân (chưa qua biến đổi) cho kết thuỷ vân tất băng trùng với thuỷ vân gốc (SR=1) Ảnh gốc, thuỷ vân gốc ảnh sau nhúng thuỷ vân trình bày qua hình 3.2 Ảnh gốc Ảnh thuỷ vân gốc Ảnh gốc nhúng thuỷ vân; 512×512 256×256 PSNR=36.588 Hình 3.2 Nhúng thuỷ vân theo Tao P Eskicioglu A.M Ảnh chứa thuỷ vân thử nghiệm tiếp trước phép xử lý ảnh thông thường sau sử dụng để tách lấy thuỷ vân băng tương ứng, kiểm tra độ sai lệch so với thuỷ vân gốc Kết tách thuỷ vân từ ảnh chứa bị công thể qua bảng 3.2 Bảng 3.2 Tính bền vững thuỷ vân theo Tao P Eskicioglu A.M trước công Giá trị SR thuỷ vân từ băng Loại công LL LH HL HH JPEG Compression Q = 75 0.9314 0.4495 0.4024 0.3435 JPEG Compression Q = 50 0.8332 0.4297 0.4059 0.3450 JPEG Compression Q = 25 0.7346 0.4261 0.4145 0.3453 Rescaling 512 → 256 → 512 0.6970 0.4173 0.4170 0.3427 Intensity Adj [0 0.8], [0 1] 0.7509 0.8414 0.8382 0.9203 Histogram 0.7694 0.7291 0.7338 0.7940 Blurring 3,3 0.8847 0.8043 0.3303 0.2851 Adding Gaussian Noise 0.001 0.7565 0.5687 0.5661 0.5666 Cropping 50% 0.8544 0.7132 0.7080 0.6717 Pixelate mosaic 0.9047 0.4173 0.4170 0.3427 Sharpening 0.8069 0.8210 0.8197 0.8907 Kết thử nghiệm cho thấy, kỹ thuật thuỷ vân Tao P Eskicioglu A.M cho kết độ bền vững thuỷ vân băng LL HH so với kỹ thuật mà nhúng thuỷ vân vào hai băng LL HH Mehul R Priti R Ở băng LH HL thuỷ vân tách thể tính bền vững trước số công, nhiên tính bền vững thuỷ vân băng không vượt trội so với băng LL HH 3.3 Kết thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT ma trận số giả ngẫu nhiên Trong trình thực luận văn, cài đặt thuật toán tổng hợp đề xuất mục 2.2.4, ảnh gốc sử dụng ảnh đa mức xám “Camera.bmp” kích thước 512×512, thuỷ vân “Copyright.bmp” ảnh nhị phân kích thước 50×20, hệ số k sử dụng 1, 3, 5, 7, 11, kích thước khối m×n chọn 8×8 Thử nghiệm so sánh với trường hợp sau: (A) Chỉ nhúng thuỷ vân vào băng LH (B) Chỉ nhúng thuỷ vân vào băng HL (C) Chỉ nhúng thuỷ vân vào băng HH Theo phương pháp Shoemaker C trình bày [11] (D) Nhúng thuỷ vân vào ba băng LH, HL HH sử dụng kỹ thuật đề xuất 2.2.4 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’ (I) PSNR= 43.270 PSNR= 43.282 PSNR= 43.281 PSNR= 38.625 (A), SR=0.944 (B), SR=0.938 (C), SR=0.953 (D), SR=0.990 Hình 3.3 Kết thuỷ vân sử dụng DWT ma trận số giả ngẫu nhiên Với k=5; (I) Ảnh gốc 512×512 thuỷ vân gốc 50×20; (A), (B), (C), (D) Ảnh nhúng thuỷ vân thuỷ vân tìm lại thử nghiệm Bảng 3.3 Chất lượng ảnh chứa thuỷ vân thuỷ vân tìm lại theo kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT ma trận số giả ngẫu nhiên (A) Hệ số k PSNR SR (B) (C) (D) PSNR SR PSNR SR PSNR SR 54.412 0.631 54.419 0.631 54.417 0.681 51.405 0.748 47.418 0.842 47.429 0.845 47.428 0.874 42.957 0.957 43.270 0.944 43.282 0.938 43.281 0.953 38.625 0.990 40.432 0.975 40.443 0.975 40.443 0.986 35.735 0.998 38.285 0.985 38.296 0.990 38.296 0.993 33.568 1.000 11 36.562 0.991 36.572 0.997 36.572 0.997 31.835 1.000 Chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân, chất lượng thuỷ vân tách từ ảnh chứa sau nhúng (chưa qua biến đổi) tính bền vững thuỷ vân ảnh chứa qua số công thông thường thể hình 3.3 bảng 3.3 Bảng 3.3 hình 3.3 cho thấy, việc nhúng thuỷ vân vào băng cho chất lượng ảnh chứa thuỷ vân thay đổi nhiều nhúng thuỷ vân vào băng tần số, đồng thời thuỷ vân tìm lại nhúng băng có sai khác với thuỷ vân gốc Trong cách nhúng thuỷ vân, giá trị hệ số k tỷ lệ thuận với chất lượng thuỷ vân tìm lại tỷ lệ nghịch với chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân Ảnh gốc sau nhúng thuỷ vân biến đổi qua số phép biến đổi ảnh thông thường, sau thực trình lọc tìm lại thuỷ vân, so sánh thuỷ vân tìm với thuỷ vân gốc để đánh giá độ bền vững thuỷ vân trước công lên ảnh chứa Kết thể qua bảng 3.4 Bảng 3.4 Tính bền vững thuỷ vân trước số công theo kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT ma trận số giả ngẫu nhiên Loại công Giá trị SR thuỷ vân tách (với hệ số k=5) (A) (B) (C) (D) JPEG Compression Q = 100 0.943 0.938 0.952 0.990 JPEG Compression Q = 50 0.881 0.903 0.818 0.955 Intensity Adjust [0 0.8], [0 1] 0.926 0.926 0.941 0.984 Histogram equalization 0.924 0.927 0.951 0.987 Blurring 2×2 0.926 0.857 0.909 0.969 Adding Gaussian Noise 0.001 0.912 0.920 0.930 0.986 Sharpening 0.945 0.949 0.949 0.995 Loại công Giá trị SR thuỷ vân tách (với hệ số k=9) (A) (B) (C) (D) JPEG Compression Q = 100 0.984 0.990 0.993 1.000 JPEG Compression Q = 50 0.946 0.948 0.886 0.992 Intensity Adj [0 0.8], [0 1] 0.979 0.979 0.991 0.997 Histogram 0.977 0.987 0.993 1.000 Blurring 2×2 0.981 0.924 0.983 0.993 Adding Gaussian Noise 0.001 0.979 0.990 0.990 0.999 Sharpening 0.991 0.995 0.993 1.000 Kết thử nghiệm bước đầu thể hiện: • Thuỷ vân nhúng theo phương pháp tổng hợp trình bày 2.2.4 thể tính bền vững phương pháp nhúng vào băng trước công thử nghiệm • Ảnh sau nhúng thuỷ vân có sai khác với ảnh gốc phạm vi chấp nhận được, với k tăng từ đến 11, PSNR giảm từ 51.405 đến 31.835, yếu tố đảm bảo chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân (tính ẩn thuỷ vân) ứng dụng thuỷ vân ẩn • Số liệu thử nghiệm với k=5 k=9 cho thấy thuỷ vân có tính bền vững cao trước công thông thường lên ảnh chứa, SR ≥ 0.95, yếu tố đảm bảo yêu cầu tính bền vững thuỷ vân • Phương pháp kết hợp đề xuất so với phương pháp nhúng trực tiếp thuỷ vân vào khối thuộc miền không gian ảnh gốc có hạn chế làm giảm lần số bit thuỷ vân nhúng phép biến đổi DWT cho băng có kích thước giảm lần so với ảnh gốc Tuy nhiên, hệ thống thuỷ vân ẩn bền vững, yêu cầu lượng thông tin nhúng yếu tố quan trọng Với ưu điểm chất lượng ảnh sau nhúng thuỷ vân, độ bền vững thuỷ vân trước số phép công, lược đồ phù hợp cho ứng dụng thuỷ vân ẩn bền vững bảo vệ quyền ảnh số 3.4 Một số kết thử nghiệm Video Luận văn sử dụng Matlap để tiến hành thử nghiệm lấy kết để đánh giá chất lượng độ bền vững thủy vân Video Các thử nghiệm thực nhúng trích mẫu thuỷ vân số đoạn Video với độ dài kích cỡ khác Sau tiến hành nhận xét đánh giá kết đạt mẫu thuỷ vân ảnh nhị phân “_copyright.bmp” “wter.bmp” kích thước 50×20 Bảng 3.5 Một số thông tin mẫu thử Mẫu thử Thời gian (giây) Kích thước Số frame Kích thước tách 1frame Lượng thuỷ vân tối đa nhúng Video test1 296 KB 46 240x320 55200 bit Video test2 11 28 MB 340 240x360 408000 bit Video test3 13 355 KB 201 240x320 241200 bit Trong bảng trên, lượng thuỷ vân tối đa nhúng tính toán dựa tỉ lệ: khối 8x8 frame gốc nhúng bit thuỷ vân 3.4.1 Kết thử nghiệm sử dụng thuật toán DCT Hình 3.4 Kết nhúng thuỷ vân vào frame Video sử dụng phép biến đổi DCT Thử nghiệm với hệ số k khác nhau, kết cho thấy độ lớn k tỷ lệ nghịch với chất lượng frame ảnh chứa thuỷ vân, tỷ lệ thuận với tính bền vững thuỷ vân, đồng thời thuỷ vân tách từ frame ảnh chứa (chưa qua công) trùng với thuỷ vân gốc Hình 3.5 Kết tách thuỷ vân trước sau nén File Video chứa thuỷ vân thử với công nén, sau thực trình tách thuỷ vân Kết so sánh thuỷ vân tách với thuỷ vân gốc thể tính bền vững cao thuỷ vân trước công nén Video chứa thuỷ vân Kết thử nghiệm tính bền vững trình bày bảng 3.6 Bảng 3.6 Tính bền vững thuỷ vân trước công nén SR Mẫu thử “_copyright.bmp” “wter.bmp” Video test1 0.9900 0.8560 Video test2 0.8490 Video test3 0.9970 0.8520 Từ bảng kết cho thấy chất lượng thuỷ vân thể tính bền vững cao thuỷ vân trước công nén 3.4.2 Kết thử nghiệm sử dụng thuật toán DWT Việc tách lấy thuỷ vân từ Video chứa sau nhúng thuỷ vân (chưa qua biến đổi) cho kết thuỷ vân tất băng trùng với thuỷ vân gốc (SR=1) Frame gốc, thuỷ vân gốc frame sau nhúng thuỷ vân trình bày qua hình 3.6 Hình 3.6 Kết nhúng thuỷ vân vào frame Video sử dụng phép biến đổi DWT Frame chứa thuỷ vân ghép frame lại để tạo thành Video chứa thuỷ vân, đồng thời thay đổi tham số Quality trình ghép frame, sau sử dụng để tách lấy thuỷ vân băng tương ứng, kiểm tra độ sai lệch so với thuỷ vân gốc Tham số Quality có ý nghĩa làm thay đổi chất lượng file Video Kết tách thuỷ vân từ Video chứa thể qua hình 3.7 Hình 3.7 Kết trích thuỷ vân trước sau thay đổi tham số Quality Kết thử nghiệm cho thấy thay đổi chất lượng Video thông qua việc thay đổi tham số Quality không làm ảnh hưởng đến chất lượng độ bền vững thuỷ vân Dù giá trị tham số Quality thay đổi (1-100) số SR tất băng 1, thuỷ vân tách hoàn toàn trùng khớp với thuỷ vân gốc KẾT LUẬN Với mục tiêu nghiên cứu số kỹ thuật giấu tin ứng dụng bảo vệ bảo vệ quyền Video, luận văn đạt số kết sau đây: Xây dựng lược đồ thuỷ vân ẩn bền vững sử dụng phép biến đổi DCT theo phương pháp chọn hệ số miền tần số Theo phương pháp này, tính bền vững thuỷ vân tương đương phương pháp trước đó, giảm thiểu thay đổi ảnh sau nhúng thuỷ vân so với ảnh gốc Kết hợp kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT sử dụng ma trận số giả ngẫu nhiên, luận văn xây dựng kỹ thuật thủy vân cho thủy vân có tính bền vững cao, đồng thời đảm bảo tính ẩn thủy vân Xây dựng kỹ thuật thủy vân Video sở dùng lược đồ thủy vân ảnh Kết thử nghiệm thành công việc thực nhúng – tách thủy vân sử dụng thuật toán biến đổi DCT DWT; đồng thời bước đầu đánh giá chất lượng thủy vân qua số phép công file Video nén thay đổi chất lượng ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Luận văn nghiên cứu thử nghiệm thành công kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi sóng nhỏ DWT, chưa nghiên cứu sâu thử nghiệm với phép biến đổi DCT, cần có nghiên cứu thử nghiệm để đánh giá so sánh chất lượng, tính bền vững thủy vân với phép biến đổi DCT Kỹ thuật thủy vân Video thực thử nghiệm đánh giá file Video có định dạng avi, cần thực thử nghiệm nhiều định dạng khác với nhiều phép công khác để có kết luận cụ thể, rõ ràng, chi tiết TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 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 [2] 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 [3] Nguyễn Văn Tảo, Nghiên cứu số kỹ tuật giấu tin ứng dụng, Luận án tiến sĩ toán học (2009) [4] 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) [5] 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 [6] 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 [7] Martin Zlomek, Video Watermarking, Master Thesis (2007) [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 [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 C (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 ... ẩn Thuỷ vân Hình 1.5 Phân loại kỹ thuật thủy vân Các kỹ thuật thuỷ vân hình 1.5 phân biệt đặc trưng, tính chất kỹ thuật ứng dụng kỹ thuật Thuỷ vân “dễ vỡ” (fragile) kỹ thuật nhúng thuỷ vân vào... nội dung bảo vệ quyền Video hạn chế Với mong muốn nghiên cứu, tìm hiểu khía cạnh an toàn bảo mật thông tin kỳ làm luận văn tốt nghiệp cao học, chọn đề tài Kỹ thuật thủy vân bảo vệ quyền Video ... truyền Ngược lại, với kỹ thuật thuỷ vân dễ vỡ kỹ thuật thuỷ vân bền vững (robust) Các kỹ thuật thuỷ vân bền vững thường ứng dụng ứng dụng bảo vệ quyền Trong ứng dụng đó, thuỷ vân đóng vai trò thông