(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000

(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000(Đề tài nghiên cứu khoa học) Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000

Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học dân lập hải phòng -o0o - iso 9001 : 2008 báo cáo khoa học nghành công nghệ thông tin Kỹ thuật phát thông tin ẩn giấu ảnh jpeg2000 Chủ nhiệm đề tài: Thành viên: Phạm Thị Quỳnh Phạm Thị Thu Trang Giáo viên h-ớng dẫn: ThS Hồ Thị H-ơng Thơm hải phòng 08-2009 BO CÁO KHOA HỌC Đề tài:Kỹ thuật giấu thông tin ảnh JPEG2000 Chủ nhiệm đề tài : Phạm Thị Quỳnh Lớp CT901 Thành viên : Phạm Thị Thu Trang Lớp CT901 Giáo viên hƣớng dẫn: Ths Hồ Thị Hương Thơm MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN KỸ THUẬT GIẤU TIN 1.1 Định nghĩa giấu tin 1.2 Mục đích giấu tin 1.3 Mơ hình kỹ thuật giấu thông tin 1.4 Môi trƣờng giấu tin a) Giấu tin ảnh b) Giấu tin audio c) Giấu tin video d) Giấu thông tin văn dạng text 1.5 Phân loại giấu tin theo cách thức tác động lên phƣơng tiện 1.6 Phân loại giấu tin theo mục đích sử dụng CHƢƠNG CHUẨN NÉN ẢNH TĨNH DỰA TRÊN BIẾN ĐỔI WAVELET– JPEG2000 2.1 Khái niệm nén ảnh 2.2 Sự đời JPEG2000 2.3 Các tính JPEG2000 2.4 Các bƣớc thực nén ảnh theo chuẩn JPEG2000 2.4.1 Xử lí trƣớc biến đổi 2.4.2 Biến đổi liên thành phần 2.4.3 Biến đổi riêng thành phần (biến đổi Wavelet) 2.4.4 Lƣợng tử hóa – Giải lƣợng tử hóa 2.4.5 Mã hóa kết hợp dịng liệu sau mã hóa 2.4.6 Phƣơng pháp mã hóa SPIHT 2.4.7 Phƣơng pháp mã hóa EZW 11 2.4.8 So sánh chuẩn JPEG2000 với JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh khác 12 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP GIẤU THỦY VÂN DỰA VÀO CẶP TẦN SỐ GIỮA DWT 16 3.1 Giới thiệu 16 3.2 Thủy vân miền DWT 17 3.2.1 Sự tƣơng quan hệ số dải dƣới biến đổi cấp xám 18 3.2.2 Thuật toán nhúng tách thủy vân (thuật toán 1) [1] 20 a Kỹ thuật nhúng thuỷ vân 20 b Kỹ thuật tách thủy vân 21 3.2.3 Thuật toán nhúng tách thủy vân cải tiến (thuật toán 2) 23 a Kỹ thuật nhúng thuỷ vân: 23 b Kỹ thuật tách thủy vân: 23 CHƢƠNG VẤN ĐỀ PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN TẦN SỐ GIỮA DWT 25 4.1 Tổng quan kỹ thuật phát tin ẩn giấu ảnh (Steganalysis) 25 4.2 Với kỹ thuật giấu 26 4.3 Với kỹ thuật giấu 26 CHƢƠNG CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM 27 5.1 Môi trƣờng cài đặt 27 5.2 Thử nghiệm 28 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn hội đồng khoa Công Nghệ Thông Tin, hội đồng khoa học trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng tạo điều kiện để chúng em thực tốt đề tài nghiên cứu khoa học Chúng em xin chân thành cảm ơn cô giáo: Ths Hồ Thị Hương Thơm – giảng viên khoa cơng nghệ thơng tin trường ĐHDL Hải Phịng, tận tình hướng dẫn đạo chúng em suốt thời gian nghiên cứu đề tài Cuối cùng, xin cảm ơn tất bạn đồng mơn động viên, góp ý trao đổi hỗ trợ cho suốt thời gian nghiên cứu vừa qua Vì thời gian nghiên cứu có hạn, trình độ hiểu biết thân chúng em cịn nhiều hạn chế Cho nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong góp ý q báu tất thầy giáo bạn để đề tài chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 14 tháng năm 2009 Nhóm thực Phạm Thị Quỳnh Phạm Thị Thu Trang LỜI MỞ ĐẦU Môi trƣờng mạng Internet phát triển rộng rãi với hỗ trợ phƣơng tiện đa truyền thông đem lại nhiều thuận lợi hội cho ngƣời lĩnh vực đời sống xã hội, giao lƣu, hợp tác, kinh doanh, Nhƣng đồng thời nhƣ đặt nhiều thách thức việc đảm bảo tính an tồn cho thông tin đƣợc truyền giao qua phƣơng tiện truyền thông nhƣ: nguy sử dụng trái phép, xuyên tạc bất hợp pháp thông tin lƣu chuyển mạng Việc sử dụng cách bình đẳng, an tồn liệu đa phƣơng tiện nhƣ cung cấp cách kịp thời tới nhiều ngƣời dùng cuối thiết bị cuối vấn đề quan trọng Hơn nữa, phát triển mạnh phƣơng tiện kỹ thuật số làm cho việc lƣu trữ, sửa đổi chép liệu ngày đơn giản, từ việc bảo vệ quyền chống xâm phạm trái phép liệu đa phƣơng tiện (âm thanh, hình ảnh, tài liệu) gặp nhiều khó khăn Một công nghệ đƣợc đời phần giải đƣợc khó khăn giấu thông tin nguồn đa phƣơng tiện nhƣ nguồn âm thanh, hình ảnh, ảnh tĩnh Mục tiêu giấu thông tin làm cho thông tin trở nên vơ hình, từ khiến ta khơng thể thấy đƣợc đối tƣợng Trong năm gần đây, giấu thông tin ảnh phận chiếm tỷ lệ lớn chƣơng trình ứng dụng, phần mềm, hệ thống giấu tin đa phƣơng tiện lƣợng thông tin đƣợc trao đổi ảnh lớn Nó đóng vai trị quan trọng hầu hết ứng dụng bảo vệ an tồn thơng tin nhƣ: nhận thực thông tin, xác định xuyên tạc thông tin, bảo vệ quyền tác giả…Thông tin đƣợc giấu với liệu ảnh nhƣng chất lƣợng ảnh thay đổi đƣợc đằng sau mang thơng tin có ý nghĩa Ngày nay, ảnh số đƣợc sử dụng phổ biến giấu thơng tin ảnh đem lại nhiều ứng dụng to lớn hầu hết lĩnh vực đời sống xã hội Giấu thông tin kỹ thuật tƣơng đối phát triển nhanh thu hút đƣợc quan tâm giới khoa học giới công nghiệp nhƣng cịn nhiều thách thức Bản báo cáo trình bày kỹ thuật giấu thông tin ảnh JPEG2000 Nội dung đề tài đƣợc trình bày chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan kỹ thuật giấu tin ảnh Chƣơng 2: Chuẩn nén ảnh tĩnh dựa biến đổi WAVELET-JPEG2000 Chƣơng 3: Phƣơng pháp giấu thủy vân dựa vào cặp tần số DWT Chƣơng 4: Vấn đề phát ảnh có giấu tin miền tần số DWT Chƣơng 5: Cài đặt thử nghiệm CHƢƠNG TỔNG QUAN Kỹ THUẬT GIẤU TIN 1.1 Định nghĩa giấu tin Giấu tin kỹ thuật giấu nhúng lƣợng thơng tin số vào đối tƣợng liệu số khác (giấu tin nhiều hành động giấu cụ thể mà mang ý nghĩa quy ƣớc) 1.2 Mục đích giấu tin Có mục đích giấu thông tin: - Bảo mật cho liệu đƣợc giấu - Bảo đảm an toàn (bảo vệ quyền) cho đối tƣợng chứa liệu giấu Có thể thấy mục đích hồn tồn trái ngƣợc dần phát triển thành lĩnh vực với yêu cầu tính chất khác Hình 1.1 Hai lĩnh vực kỹ thuật giấu thơng tin Kỹ thuật giấu thơng tin bí mật (Steganography): với mục đích đảm bảo tính an tồn bảo mật thông tin tập trung vào kỹ thuật giấu tin để giấu đƣợc nhiều thơng tin Thông tin mật đƣợc giấu kỹ đối tƣợng khác cho ngƣời khác không phát đƣợc Kỹ thuật giấu thơng tin theo kiểu đánh giấu (watermarking) có mục đích để bảo vệ quyền đối tƣợng chứa thơng tin lại tập trung đảm bảo số yêu cầu nhƣ đảm bảo tính bền vững… ứng dụng kỹ thuật thuỷ vân số 1.3 Mơ hình kỹ thuật giấu thông tin Giấu thông tin vào phƣơng tiện chứa tách lấy thơng tin q trình trái ngƣợc mơ tả qua sơ đồ khối hệ thống nhƣ sau: Thông tin giấu Phƣơng tiện chứa(audio, ảnh, video) Phân phối Bộ nhúng thơng tin Phƣơng tiện chứa đƣợc giấu tin Khóa Hình 1.2 Lƣợc đồ chung cho trình giấu tin - Thơng tin cần giấu tuỳ theo mục đích ngƣời sử dụng, thơng điệp (với tin bí mật) hay logo, hình ảnh quyền - Phƣơng tiện chứa: file ảnh, text, audio… môi trƣờng để nhúng tin - Bộ nhúng thông tin: chƣơng trình thực việc giấu tin - Đầu ra: phƣơng tiện chứa có tin giấu Hình vẽ sau cơng việc giải mã thơng tin giấu Hình 1.3 Lƣợc đồ chung cho q trình giải mã 1.4 Mơi trƣờng giấu tin a) Giấu tin ảnh Giấu tin ảnh đƣợc quan tâm Nó đóng vai trò quan trọng hầu hết ứng dụng bảo vệ an tồn thơng tin nhƣ: nhận thực thông tin, xác định xuyên tạc thông tin, bảo vệ quyền tác giả…Thông tin đƣợc giấu với liệu ảnh nhƣng chất lƣợng ảnh thay đổi đƣợc đằng sau ảnh mang thơng tin có ý nghĩa Ngày này, ảnh số đƣợc sử dụng phổ biến giấu thơng tin ảnh đem lại nhiều ứng dụng quan trọng lĩnh vực đời sống xã hội b) Giấu tin audio Khác với kỹ thuật giấu thông tin ảnh: phụ thuộc vào hệ thống thị giác ngƣời – HSV (Human Vision System), kỹ thuật giấu thông tin audio lại phụ thuộc vào hệ thống thính giác HAS (Human Auditory System) Bởi tai ngƣời việc phát khác biệt giải tần cơng suất, có nghĩa âm to, cao tần che giấu đƣợc âm nhỏ, thấp cách dễ dàng c) Giấu tin video Cũng giống nhƣ giấu thông tin ảnh hay audio, giấu tin video đƣợc quan tâm đƣợc phát triển mạnh mẽ cho nhiều ứng dụng nhƣ điều khiển truy cập thông tin, nhận thức thông tin, quyền tác giả… Một phƣơng pháp giấu tin video đƣợc đƣa Cox phƣơng pháp phân bố Ý tƣởng phƣơng pháp phân phối tin giấu dàn trải theo tần số liệu gốc d) Giấu thông tin văn dạng text Giấu thông tin văn dạng text khó thực có thông tin dƣ thừa, để làm đƣợc điều ngƣời ta phải biết khéo léo khai thác dƣ thừa tự nhiên ngôn ngữ Một cách khác tận dụng định dạng văn (mã hố thơng tin vào khoảng cách từ hay dòng văn bản) 1.5 Phân loại giấu tin theo cách thức tác động lên phƣơng tiện Phƣơng pháp chèn liệu: Phƣơng pháp tìm vị trí file dễ bị bỏ qua chèn liệu cần giấu vào đó, cách giấu khơng làm ảnh hƣởng tới thể file liệu ví dụ nhƣ đƣợc giấu sau ký tự EOF Phƣơng pháp tạo phƣơng tiện chứa: Từ thông điệp cần chuyển tạo phƣơng tiện chứa để phục vụ cho việc truyền thơng tin đó, từ phía ngƣời nhận dựa phƣơng tiện chứa tái tạo lại thông điệp 1.6 Phân loại giấu tin theo mục đích sử dụng  Giấu thơng tin bí mật: ứng dụng phổ biến từ trƣớc đến nay, giấu thơng tin bí mật ngƣời ta quan tâm chủ yếu tới mục tiêu: Từ hai vấn đề nhóm tác giả cải tiến thuật tốn nâng cao tính bảo mật thơng điệp đuợc thuỷ vân theo thuật tốn dƣới 3.2.3 Thuật toán nhúng tách thủy vân cải tiến (thuật toán 2) Ý tƣởng: Thuỷ vân trƣớc đem nhúng chuỗi nhị phân đƣợc mã hoá khố KEY, sau đƣợc nhúng vào miền tần số HL2 LH2 hệ số DWT bị lƣợng tử hoá dựa vào ngƣỡng Mark (Mark đƣợc chọn thuộc miền giá trị hệ số DWT miền HL2 LH2 sau bị lƣợng tử trình nén JPEG2000) Nếu chọn giá trị nhỏ hệ số DWT lƣợng tử bị trình nén ảnh JPEG2000, điều dẫn đến thuỷ vân nhúng ảnh a Kỹ thuật nhúng thuỷ vân: Bƣớc 1: Cần thủy vân văn vào miền biến đổi DWT ảnh JPEG2000, văn đƣợc chuyển thành dãy nhị phân Sau thuỷ vân thực mã hoá với khoá KEY (là chuỗi nhị phân có độ dài kích thƣớc chuỗi nhi phân thuỷ vân) phép toán XOR ta đƣợc chuỗi nhị phân B Ảnh gốc đƣợc tách thành mức Nhúng thủy vân vào dải LH2 HL2 Giả sử kích thƣớc LH2 mxn thủy vân l Bƣớc 2: Chọn Mark thuộc miền giá trị hệ số DWT miền HL2 LH2 sau bị lƣợng tử Đặt mark vào phần tử (hoặc vị trí cuối cùng) mảng hệ số DWT Thủy vân đƣợc nhúng vào dải LH2 HL2 nhúng hết bit thuỷ vân Các bit thuỷ vân đƣợc nhúng vào hệ số DWT nhƣ sau: bit thuỷ vân =1, hệ số đƣợc đặt mark, khơng đƣợc giữ nguyên Thực tiếp trình nén ảnh JPEG2000 ta đƣợc ảnh j2k chứa thông điệp b Kỹ thuật tách thủy vân: Giải nén ảnh j2k ta nhận hệ số lƣợng tử DWT bị lƣợng tử, sử dụng hệ số miền tần số HL2 LH2 để tách thuỷ vân Lấy giá trị mark phần tử (hoặc vị trí theo trình giấu quy định) mảng hệ số DWT miền tần số HL2 LH2 23 Gọi B(i,j) bit lấy đƣợc vị trí (i,j) Nếu hệ số mark B(i,j) = Nếu hệ số khơng mark B(i,j) = Sau chuỗi B đƣợc thực phép tốn XOR với key để khơi phục lại chuỗi nhị phân ban đầu chuyển ngƣợc lại văn nhúng Ví dụ: ta có chuỗi bit sau cần thuỷ vân ảnh Img01.pgm 1 0 0 1 1 0 … Ta thực nén ảnh JPEG2000 cho ảnh Img01.pgm đƣợc miền DWT bị lƣợng tử trƣớc giấu tin: 1.4519639 1.9824992 1.2755519 0.7466281 -1.3734832 -0.09918876 0.29039386 0.07825812 -0.5623639 -0.68907404 0.4643671 0.06889546 0.039984897 0.19850446 -0.05264521 -1.1272874 -0.36676776 -0.020146813 1.7391355 -0.5642951 Giá trị mark= 3.0 GIA TRI CAC HE SO DWT SAU KHI GIAU TIN Gia tri cua mark 3.0 GIA TRI CAC HE SO DWT SAU KHI GIAU TIN 1.4519639 3.0 1.2755519 3.0 -1.3734832 -0.09918876 0.29039386 3.0 0.5623639 -0.68907404 0.4643671 3.0 3.0 3.0 -0.05264521 3.0 -0.36676776 0.020146813 -1.7391355 3.0… Khôi phục thông điệp thuỷ vân ảnh Giá trị Mark=3.0043945 (đã bị thay đổi trình giải nén) Các hệ số DWT có giá trị 3.0 bị thay đổi 3.0043945 Giá trị hệ số DWT cần khôi phục thuỷ vân 0.0 3.0043945 0.0 3.0043945 0.0 0.0 0.0 3.0043945 0.0 0.0 0.0 3.0043945 3.0043945 3.0043945 0.0 3.0043945 0.0 0.0 0.0 3.0043945… Các bit đƣợc khôi phục: 1 0 0 1 1 0 1… 24 CHƢƠNG VẤN ĐỀ PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN TẦN SỐ GIỮA DWT 4.1 Tổng quan kỹ thuật phát tin ẩn giấu ảnh (Steganalysis) Steganalysis kỹ thuật phát tồn thông tin ẩn giấu multimedia Giống nhƣ thám mã, mục đích Steganalysis phát thơng tin ẩn phá vỡ tính bí mật vật mang tin ẩn Phân tích tin ẩn giấu thường dựa vào yếu tố sau: - Phân tích dựa vào đối tƣợng mang tin - Phân tích so sánh đặc trƣng: So sánh vật mang tin chƣa đƣợc giấu tin với vật mang tin đƣợc giấu tin, đƣa khác biệt chúng - Phân tích dựa vào thơng điệp cần giấu để dị tìm - Phân tích dựa vào thuật tốn giấu tin đối tƣợng giấu biết: Kiểu phân tích phải định đặc trƣng đối tƣợng giấu tin, cơng cụ giấu tin (thuật tốn) sử dụng - Phân tích dựa vào thuật tốn giấu tin, đối tƣợng gốc đối tƣợng sau giấu tin Các phương pháp phân tích phân thành nhóm: - Phân tích trực quan: Thƣờng dựa vào quan sát dùng biểu đồ histogram ảnh gốc ảnh chƣa giấu tin để phát khác biệt hai ảnh đƣa vấn đề nghi vấn Với phƣơng pháp phân tích thƣờng khó phát với ảnh có độ nhiễu cao kích cỡ lớn - Phân tích theo dạng ảnh: Phƣơng pháp thƣờng dựa vào dạng ảnh bitmap ảnh nén để đoán nhận kỹ thuật giấu hay sử dụng nhƣ ảnh bitmap thƣờng hay sử dụng giấu miền LSB, ảnh nén thƣờng sử dụng kỹ thuật giấu hệ số biến đổi nhƣ DCT, DWT, DFT Phƣơng pháp rộng - Phân tích theo thống kê: Đây phƣơng pháp sử dụng lý thuyết thống kê thống kê toán sau xác định đƣợc nghi vấn đặc trƣng Phƣơng pháp thƣờng đƣa độ tin cậy cao đặc biệt cho ảnh liệu lớn Trong phần trình bày số vấn đề phát ảnh có giấu tin miền biến đổi DWT đƣa chƣơng 25 4.2 Với kỹ thuật giấu Kỹ thuật giấu cần biến đổi miền liệu ảnh với hệ số DWT làm tròn thành chẵn lẻ Do chƣa cài đặt đƣợc kỹ thuật ảnh JPEG2000 lên chƣa thể đƣa đƣợc vấn đề phƣơng pháp phát cụ thể 4.3 Với kỹ thuật giấu Kỹ thuật giấu thông điệp miền DWT tần số cao HL LH q trình nén ảnh JPEG2000 Có thể áp dụng cho kỹ thuật đánh dấu quyền, nhận thực thông tin Vấn đề phát thông điệp giấu kỹ thuật tƣơng đối khó khăn vì: - Thứ hệ số DWT hệ số thực lên khơng thể dùng thống kê khi-bình phƣơng (POV) để phát - Thứ hai ảnh có PSNR trung bình 40.53528 dB (theo thực nghiệm) lên có tính vơ hình cao - Thứ ba ngƣời công phải biết hệ số Mark dùng để đánh dấu thông điệp nhúng vào Giá trị Mark nằm miền giá trị thuộc 1/3 hệ số DWT lớn tất hệ số DWT, ngƣời công phải thử - Thứ tƣ trƣờng hợp ngƣời công biết hệ số Mark tách đƣợc thông điệp ngƣời công cần phải biết khố KEY để khơi phục ngun gốc thơng điệp ban đầu Nếu thơng điệp đem giấu có độ dài n bit khố KEY có độ dài tƣơng tự ngƣời cơng phải thử 2n lần để tìm khố KEY mã hố thơng điệp giấu Ví dụ: thơng điệp đem giấu văn ”Cong hoa xa hoi” văn có 16 ký tự (cả cách trống) chuyển sang nhị phân có độ dài 128 bit cần dùng khoá KEY chuỗi bit nhị phân (đƣợc sinh theo kỹ thuật sinh số giả ngẫu nhiên) có kích thƣớc 128 Khi ngƣời cơng phải duyệt 2128 = 3.4028236692093846346337460743177e+38 lần để dị tìm khố KEY 26 CHƢƠNG CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM 5.1 Môi trƣờng cài đặt  Ngôn ngữ cài đặt: Java ngôn ngữ lập trình có hiệu cao, cấu trúc độc lập nên ứng dụng cần viết cho chạy đƣợc máy ảo Java cài đặt chạy tốt hệ thống  Môi trƣờng soạn thảo: Jcreator 4.5  Môi trƣờng chạy chƣơng trình: mơi trƣờng dịng lệnh DOS  Dƣới giao diện chƣơng trình: Hình 5.1 Giao diện chƣơng trình Giải thích dịng lệnh giấu thông tin: java JJ2KEncoder -i image01.pgm -o anhgiautin.j2k -m in.txt -rate  Đối số JJ2KEncoder: tên file chạy khởi đầu chƣơng trình thực giấu - encoder  Đối số -i: cho biết ảnh đầu vào (input)  Đối số image01.pgm: tên file ảnh đầu vào  Đối số -o: cho biết ảnh đầu (output)  Đối số anhgiautin.j2k: tên file ảnh đầu  Đối số -m: cho biết thông điệp cần giấu (message)  Đối số in.txt: tên file chứa thông điệp cần giấu 27  Đối số rate: cho biết thực giấu hay tách lấy thông điệp Với thực giấu Giải thích dịng lệnh tách thơng tin: java JJ2KDecoder –i anhgiautin.j2k -o anhkhoiphuc.pgm -m out.txt -rate  Đối số JJ2KDecoder: tên file chạy khởi đầu chƣơng trình thực tách lấy thơng điệp - decoder  Đối số -i: cho biết ảnh đầu vào (input)  Đối số anhgiautin.j2k: tên file ảnh đầu vào  Đối số -o: cho biết ảnh đầu (output)  Đối số anhkhoiphuc.pgm: tên file ảnh đầu  Đối số -m: cho biết thông điệp tách lấy đƣợc (message)  Đối số out.txt: tên file chứa thông điệp cần lấy  Đối số rate: cho biết thực giấu hay tách lấy thông điệp Với thực tách 5.2 Thử nghiệm Dƣới tập sở liệu ảnh gồm 100 ảnh đƣợc chuyển đổi sang định dạng PGM Các ảnh đƣợc đặt tên từ image01 đến image100 28 29 30 31 Bảng 5.1 Tập ảnh thử nghiệm Sử dụng phƣơng pháp thủy vân cải tiến để thực giấu thông điệp (trong hình 5.2) vào tập sở liệu ảnh với mark=3.0, ta thu đƣợc kết PSNR trung bình 100 ảnh sau giấu tin PSNRTB=40.53528 (lớn mức quy định 40 dB, với PSNR 40dB mắt ngƣời khơng thể phân biệt đƣợc khác biệt ảnh [5]) Hình 5.2 Thơng điệp giấu Sau giấu thông điệp thực tách thông điệp giấu 100 ảnh nhóm tác giả thấy có đến 27 ảnh (27%) ảnh bị tách sai thông điệp gồm ảnh sau: image02, image11, image12, image16, image20, image21, image27, image30, image32, image34, image37, image40, image43, image44, image47, image49, image50, image53, image56, image57, image58, image77, image80, image84, image85, image91, image95 Thông điệp sau khôi phục ảnh nhƣ sau: 32 Hình 5.3 Kết thơng điệp bị tách sai Có ba ảnh bị tách sai số ký tự thông điệp ảnh: image11 (3 ký tự), image39 (1 ký tự), image45 (2 ký tự) Thông điệp sau khôi phục ảnh nhƣ hình 5.4 33 Hình 5.4 Kết tách thông điệp ảnh image31, 39 48 Điều đƣợc giải thích nhƣ sau: nhóm tác giả thấy ảnh có độ nhiễu tƣơng đối lớn dẫn đến giá trị DWT trình nén ảnh bị giá trị ngƣỡng Mark (vì mark chọn xấp xỉ hệ số bị loại bỏ), q trình giải nén JPEG2000 khơng thể khơi phục liệu ban đầu, dẫn đến giá trị bit thơng điệp khơi phục bị sai Vì để khôi phục thông điệp cần chọn giá Mark cao liệu khơi phục chuẩn xác, nhiên làm tăng nhiễu tức giá trị PSNR nhỏ Vì cần chọn Mark cho 40 vấn đảm bảo tính vơ hình thuỷ vân PSNR Để khơi phục liệu cho 26 ảnh khơi phục sai hồn tồn ảnh sai số ký tự nhóm tác giả chọn lại số giá trị Mark nhƣ sau: + Với Mark = 5.0f khôi phục đƣợc thuỷ vân nhúng ảnh 2, 12, 20 ảnh sai số ký tự 31, 39, 48 + Với Mark=7.0 khôi phục đƣợc thuỷ vân nhúng ảnh 16, 21, 26, 27, 47, 44, 50, 57, 77, 84, 85 + Với Mark =10.0 khôi phục đƣợc thuỷ vân nhúng ảnh 30, 34, 40, 43, 49, 53, 58, 80, 91, 95 + Với Mark =12.0 khôi phục đƣợc thuỷ vân nhúng ảnh 37 + Với Mark =15.0 khôi phục đƣợc thuỷ vân nhúng ảnh 32 Sau thực số công cân histogram, sharpen, blur Corel Paint Shop Pro Photo X2 10 ảnh đầu giấu tin ta thu đƣợc bảng kết nhƣ sau: Ảnh (image#) 01 03 04 05 06 07 08 09 10 11 Cân histogram cong hoa p! hoi - @ Fÿùýñùùýÿ cong hoa xa hoi nc `-n ỡă ?éãeù ả c/ne hoa a hoi o.g hea xa ho) aEli ËA Sharpen ûï·ëï}ý~{íëÿộ'/Ï cong hna pa hki cong hoa xa hoi cong hoa xa hni cwOgộũs2ỗ_WN cohg hNA hna ữolãỏỵ_ú jyợứù{= oãnw-ùù|q