Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)Hệ thống thủy vân số và ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số (Luận văn thạc sĩ)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRẦN THỊ TÚ UYÊN HỆ THỐNG THỦY VÂN SỐ VÀ ỨNG DỤNG THỦY VÂN SỐ TRONG BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH SỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội, 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRẦN THỊ TÚ UYÊN HỆ THỐNG THỦY VÂN SỐ VÀ ỨNG DỤNG THỦY VÂN SỐ TRONG BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH SỐ Ngành : Công nghệ thông tin Chuyên ngành : Truyền liệu mạng máy tính Mã số : LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐẠI THỌ Hà Nội, 2017 MỤC LỤC Chƣơng TỔNG QUAN VỀ THỦY VÂN SỐ .4 1.1.KHÁI NIỆM THỦY VÂN SỐ 1.2.PHÂN LOẠI THỦY VÂN 1.2.1.Phân loại thủy vân theo miền nhúng: 1.2.2.Phân loại theo đối tƣợng đƣợc nhúng thủy vân : .5 1.2.3.Phân loại thủy vân theo cảm nhận ngƣời 1.3 MƠ HÌNH THỦY VÂN SỐ 1.3.1 Tạo thủy vân số 1.3.2 Quy trình nhúng thủy vân 1.3.3.Trích xuất tìm kiếm thủy vân 1.4.CÁC HƢỚNG ỨNG DỤNG CỦA THỦY VÂN .10 1.5.ĐẶC TÍNH CỦA THỦY VÂN 12 1.6 YÊU CẦU ĐỐI VỚI PHƢƠNG PHÁP THỦY VÂN 15 Chƣơng KỸ THUẬT THỦY VÂN SỐ .18 2.1 HƢỚNG TIẾP CẬN THEO MIỀN KHÔNG GIAN ẢNH 18 2.1.1 Thuật toán SW .19 2.1.2 Thuật toán WU-LEE 21 2.1.3.Thuật toán LBS 25 2.1.4.Thuật toán PCT .29 2.2 HƢỚNG TIẾP CẬN THEO MIỀN TẦN SỐ .35 2.2.1 Biến đổi cosin rời rạc (DCT) 36 2.2.2.Biến đổi Fourier rời rạc .45 2.2.3.Thuật toán thủy vân dựa miền DWT 54 Chƣơng CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 61 3.1 PHÁT BIỂU BÀI TOÁN 61 3.2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG .61 3.2.1 Mô tả chức hệ thống .61 3.2.2 Ứng dụng chƣơng trình 61 3.2.3 Hƣớng dẫn sử dụng 61 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT SW Ý NGHĨA Thuật toán thủy vân đơn giản (Simple Watermarking) WU-LEE Thuật toán thủy vân đặt theo tên hai tác giả M.Y.Wu J.H.LEE PCT Thuật toán thủy vân đặt theo tên tác giả : Hsiang – Kuang Pan, Yu- Yuan Chen Yu- chee Treng LSB Least Significant Bit DCT Biến đổi Cosine rời rạc (Discrete Cosine Transform) DWT Biến đổi sóng rời rạc (Discrete Wavelet Transform) DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Sơ đồ phân loại hệ thống thủy vân Hình 1.2 : Quy trình nhúng thủy vân Hình 1.3: Quy trình trích xuất tìm kiếm thủy vân Hình 2.1 : Minh họa thuật tốn SW: nhúng bit vào khối ảnh B Hình 2.2 : Minh họa chọn điểm ảnh giấu tin vào khối ảnh màu Hình 2.3: Minh họa thuật tốn WU_LEE nhúng đoạn bit O1 Hình 2.4 : Ví dụ bảng hệ số DCT Hình 2.5: Phân chia miền tần số thấp giữa, cao phép biến đổi DCT Hình 2.6: Quy trình nhúng tách thủy vân theo kỹ thuật thủy vân miền DCT Hình 2.7: Ảnh gốc Lena.bmp b Ảnh biên độ c Phổ pha Hình 2.8: miền vành đai dải tần Hình 2.9: Miền vành đai chia thành đƣờng tròn đồng tâm chia góc Hình 2.10 : Dải tần số trung bình đƣợcchia thành cung đồng tâm Hình 2.11: Biến đổi Wavelet cấu trúc dải thơng Hình 2.12: a Thủy vân gốc, b thủy vân tách đƣợc từ khối, c Thủy vân kết hợp Hình 2.13: Dải thơng LL2 đƣợc chia thành khối nhỏ Hình 2.14: a Ảnh gốc b ảnh thủy vân với Q= 35 Hình 3.1: Giao diện phần mềm thử nghiệm Hình 3.2: Giao diện thủy vân phƣơng pháp LSB Hình 3.3: Kết trích xuất chƣa sử dụng cơng nhiễu Hình 3.4: Kết trích xuất sử dụng cơng nhiễu Hình 3.5: Giao diện thủy vân phƣơng pháp DCT Hình 3.6: Kết trích xuất chƣa sử dụng cơng nhiễu Hình 3.7: Kết trích xuất sử dụng cơng nhiễu Hình 3.8: Kết trích xuất chƣa sử dụng cơng nhiễu Hình 3.9: Kết trích xuất sử dụng công nhiễu MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ mạng máy tính tốc độ cao, đặc biệt Internet, phƣơng tiện kỹ thuật số nhƣ phƣơng tiện lƣu trữ, phƣơng tiện truyền thông, mở kỷ nguyên – kỷ nguyên thông tin số Hầu hết thông tin ngày đƣợc lƣu trữ dƣới dạng số hóa Đồng thời, q trình tồn cầu hóa mạng Internet biến xã hội ảo nơi diễn trao đổi thông tin lĩnh vực trị, qn sự, quốc phòng, kinh tế, thƣơng mại Tuy nhiên, công nghệ số tạo khả chép hồn hảo, khơng có khuyết điểm phân phối lại sản phẩm tồn giới, có khơng cho phép ngƣời sở hữu Việc trao đổi, phân bố, chép xử lý sản phẩm số ngày nhanh chóng, đơn giản, nằm ngồi tầm kiểm sốt tổ chức Vấn đề đặt cho tất phƣơng thức kinh doanh, phân phối tài nguyên số mạng tuân thủ nguyên tắc quyền sở hữu trí tuệ, khơng cản trở q trình phân phối, trao đổi tài nguyên số Nhu cầu đƣợc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ sản phẩm số trở thành vấn đề quan trọng đƣợc quan tâm Hiện nay, có hàng tỉ ảnh đƣợc phân phối kênh truyền cơng cộng Do chúng có đặc tính dễ chép, dễ chỉnh sửa nên nhiều đối tƣợng lợi dụng cố ý đánh cắp, làm sai lệch, giả mạo ảnh gốc Từ đó, gây thiệt hại đến uy tín, thiệt hại kinh tế cho ngƣời sở hữu ảnh đặc biệt bối cảnh bùng nổ Internet Để giải cho vấn đề an toàn truyền thông vào bảo vệ quyền tài liệu số đặc biệt ảnh số việc xây dựng hệ thống có sử dụng kỹ thuật nhúng thủy vân giải pháp tối ƣu Thuỷ vân số phƣơng pháp dựa lý thuyết tổng hợp nhiều lĩnh vực khác nhƣ mật mã học, lý thuyết thông tin, lý thuyết truyền thông xử lý tín hiệu số, xử lý ảnh Bằng cách sử dụng thủy vân, liệu số bảo vệ khỏi chép bất hợp pháp Tạo thủy vân phƣơng pháp nhúng lƣợng thông tin vào liệu đa phƣơng tiện cần đƣợc bảo vệ sở hữu mà không để lại ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm Thủy vân gắn kết với sản phẩm Bằng trực giác khó phát đƣợc thủy vân liệu chứa, nhƣng tách chúng chƣơng trình có cài đặt thuật tốn thủy vân Thủy vân đƣợc tách từ liệu số chứng kết luận liệu số có bị xun tác thơng tin hay vi phạm quyền hay khơng Chính tính hữu ích ứng dụng thực tiễn thủy vân số nên em định lựa chọn đề tài là: “Hệ thống thủy vân số ứng dụng thủy vân số bảo vệ quyền ảnh số” Mục đích luận văn Mục đích luận văn nghiên cứu hệ thống thủy vân số hƣớng ứng dụng thủy vân số chủ yếu ứng dụng bảo vệ quyền ảnh số.Tập trung vào phân tích thuật tốn thủy vân số Từ đó, xây dựng chƣơng trình thử nghiệm cài đặt số thuật tốn thủy vân nhằm ứng dụng xác thực thơng tin bảo vệ quyền cho liệu ảnh số Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu kỹ thuật thủy vân ảnh số Ứng dụng mà luận văn xây dựng hệ thống nhúng tách thủy vân nhằm xác thực nội dung thông tin bảo vệ quyền ảnh số Phƣơng pháp thực Phƣơng pháp thực đề tài nghiên cứu vấn đề liên quan đến giấu tin, tập trung nghiên cứu tiến hành xây dựng chƣơng trình cài đặt chƣơng trình thử nghiệm Kết đạt đƣợc Luận văn hệ thống lại kiến thức thủy vân số, nghiên cứu số thuật tốn miền khơng gian miền tần số Đồng thời cài đặt thành cơng thuật tốn thủy vân miền tần số miền không gian nhằm ứng dụng xác thực quyền ảnh số tác giả Bố cục luận văn Chƣơng 1: Tổng quan thủy vân số Chƣơng 2: Kỹ thuật thủy vân số Chƣơng 3: Chƣơng trình thử nghiệm Chƣơng TỔNG QUAN VỀ THỦY VÂN SỐ 1.1.KHÁI NIỆM THỦY VÂN SỐ Kỹ thuật thủy vân giấy xuất tác phẩm nghệ thuật làm giấy thủ công cách khoảng 700 năm Loại giấy có thủy vân cổ đƣợc tìm thấy vào năm 1929 nguyên bắt nguồn từ thị trấn Fabriano Ý đóng góp vai trò lớn tiến hóa cơng nghiệp sản xuất giấy Vào thời điểm này, kỹ thuật thủy vân đƣợc xem phƣơng pháp hữu hiệu để xác định nguồn gốc sản phẩm, giúp ngƣời dung lựa chọn hãng sản xuất giấy mà muốn mua Thuật ngữ watermark bắt nguồn từ loại mực vơ hình đƣợc viết giấy hiển thị nhúng giấy vào nƣớc Thuật ngữ Thủy vân số đƣợc cộng đồng giới chấp nhận rộng rãi vào đầu thập niên 1990 Khoảng năm 1995, quan tâm đến thủy vân số bắt đầu phát triển nhanh Thủy vân số trình sử dụng thơng tin (ảnh, chuỗi bít, chuỗi số) nhúng cách tinh vi vào liệu số (ảnh số, audio, video hay text) nhằm xác định thông tin quyền tác phẩm Mục đích thủy vân số bảo vệ quyền cho phƣơng tiện liệu số mang thông tin thủy vân Thao tác đƣa thủy vân vào môi trƣờng số đƣợc gọi thủy vân số Thủy vân số đƣợc xem nhƣ hình thức ẩn giấu tin Theo sơ đồ phân loại kỹ thuật giấu tin A.P Pentitcolas 1999 theo hai hƣớng nghiên cứu giấu tin mật thủy vân số Có thể xem watermarking thao tác mà nhúng tin mà ngƣời dùng đầu cuối khơng cần quan tâm tới thông tin đƣợc giấu bên đối tƣợng chứa tin Nhƣ vậy, Thủy vân số trình nhúng liệu vào đối tƣợng đa phƣơng tiện theo phƣơng pháp đó, để sau phát ... CÔNG NGHỆ TRẦN THỊ TÚ UYÊN HỆ THỐNG THỦY VÂN SỐ VÀ ỨNG DỤNG THỦY VÂN SỐ TRONG BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH SỐ Ngành : Công nghệ thông tin Chuyên ngành : Truyền liệu mạng máy tính Mã số : LUẬN VĂN THẠC... vi phạm quyền hay khơng Chính tính hữu ích ứng dụng thực tiễn thủy vân số nên em định lựa chọn đề tài là: Hệ thống thủy vân số ứng dụng thủy vân số bảo vệ quyền ảnh số Mục đích luận văn Mục... đích luận văn Mục đích luận văn nghiên cứu hệ thống thủy vân số hƣớng ứng dụng thủy vân số chủ yếu ứng dụng bảo vệ quyền ảnh số. Tập trung vào phân tích thuật tốn thủy vân số Từ đó, xây dựng chƣơng