0
Tải bản đầy đủ (.pdf) (114 trang)

Watermark được nhúng trực tiếp vào video sau khi nén

Một phần của tài liệu MÔ HÌNH CHỨNG THỰC BỀN VỮNG TRÊN VIDEO H.264/AVC DỰA TRÊN ĐẶC TRƯNG VÂN TAY (Trang 79 -82 )

Trong hướng tiếp cận này, việc nhúng Watermark được xem như là quá trình thay đổi giá trịđộ lớn video trong miền nén. Tuy nhiên, có nhiều vấn đề phát sinh như: làm sao đảm bảo bit-rate cũng như kích thước của video sau khi nhúng, làm thế nào đểđảm bảo chất lượng của video sau khi nhúng.

Theo quá trình khảo sát, Hartung và Girod [17] là những tác giảđầu tiên mở

rộng việc nghiên cứu trên video không nén sang video nén bằng cách chèn Watermark trực tiếp vào những hệ số DCT khác 0. Trong lược đồ này, một chuỗi Watermark được sắp xếp thành 2-D với cùng kích thước với frame của video. Sau

đó, dữ liệu nhúng được chia thành những khối 8×8 và chuyển sang miền DCT. Cuối cùng, khối 8×8 DCT được nhúng trong tín hiệu gốc tương ứng với hệ số DCT khác 0. Để giải quyết vấn đề nhân giống lỗi, một tín hiệu bù được nhúng vào tín hiệu sau khi nhúng. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng phương pháp này đạt được khả năng nhúng cao trong khi đó chất lượng ảnh tốt bởi những tham sốđiều chỉnh tương ứng. Hơn nữa, độ phức tạp của lược đồ so với quá trình giải mã MPEG là xấp xỉ nhau và quá trình xác định Watermark gần với thời gian thực. Tuy nhiên, không cần phải trải qua thực nghiệm, Hartung và Girod chứng minh rằng lược đồ của họ bền vững với những biến đổi thông thường. Sau đó, Arena và các cộng sự mở rộng lược đồ

của Hartung và Girod làm cho giá trị PSNR của tín hiệu sau khi nhúng luôn nằm trong một khoảng cho phép. Hơn nữa, họ có sử dụng thêm hệ thống HVS. Tuy

nhiên, cả hai phương thức này khó chống lại các tấn công xử lý tín hiệu thông thường như giải mã rồi mã hóa.

Vào năm 2001, Langelaar và Lagendijk [21] đề xuất một phương pháp Watermarking dựa trên sự khác nhau năng lượng (DEW_Differential Energy Watermarking) trên miền DCT. Sự khác nhau năng lượng giữa hai khối được tính và những tần số cao của khối tương ứng với mức năng lượng nhỏ hơn được loại bỏ để duy trì mối quan hệđược định nghĩa trước đó. Tác giả đề cập rằng lược đồ của họ chống lại quá trình mã hóa lại luồng bit video.

Langelaar và các cộng sự [22] là người đầu tiên đề xuất ý tưởng nhúng Watermark trong miền VLC (Variable Length Code) gần với luồng bit được mã hóa. Tác giả chỉ ra rằng kỹ thuật của họ làm việc tốt với những ứng dụng xác định thời gian thực và thêm vào đó tránh sự mệt nhọc trong miền DCT và biến đổi ngược DCT. Mặt khác, vì chiều dài của codeword được tính toán bởi bảng tìm kiếm VLC, do đó vấn đềđiều chỉnh tỉ lệ bit-rate được thao tác dễ dàng. Thật vậy, Langelaar đã

đề xuất hai phương pháp với cùng ý tưởng. Phương pháp đầu tiên được gọi là Bit Domain Labelling cho phép thêm Watermark trực tiếp vào chuỗi bít nén MPEG-2 bởi việc thay VLC. Phương pháp này có hiệu quả tính toán cao và có tỉ lệ bit-rate gán nhãn cao, nhưng nó không chống lại quá trình chuyển đổi mã và tái gán nhãn lại. Phương pháp thức hai gọi là Coeficient Domain Labelling, dựa trên việc loại bỏ

những hằng số DCT được chuẩn hóa trong luồng bít nén MPEG. Mặc dù, phương pháp này phức tạp và tỉ lệ bit-rate thấp hơn phương pháp đầu, nhưng nó chống lại nhiều tấn công như chuyển đổi mã, tái cấu trúc nhãn. Hai phương pháp này cho chất lượng video tốt với một ngưỡng giảm cho phép. Tuy nhiên, yếu điểm của hai hướng tiếp cận này là việc gán nhãn phụ thuộc nhiều vào chuẩn nén MPEG của video.

Miền VLC được xem như là liên tục trong hướng tiếp cận của C. S. Lu và các cộng sự [35] , thoải mãn những đòi hỏi thời gian thực. Trong hướng tiếp cận này, Watermark được nhúng vào miền video nén và bit-rate không đổi. C. S. Lu et al cũng đề xuất video frame-dependent Watermark (VFDW) để chống lại tấn công copy và kết cấu mà được bỏ qua ở những phương pháp trước. Kết quả thực nghiệm

chỉ ra rằng phương pháp của C. S. Lu là một hệ thống Watermarking tuyệt vời trên video nén.

Chuẩn nén H.264 là một chuẩn nén mới, gần đây nhất và sử dụng nhiều vì nó cho chất lượng video tốt, dung lượng nhỏ,…. Và một trong những đối tượng đang thu hút cộng đồng ẩn dữ liệu. Năm 2005, D. Pröfrock và các cộng sự [12] đề xuất một framewrork chứng thực trên chuẩn nén H.264 bằng cách sử dụng Skipped Macroblock cho việc nhúng các Watermark dễ vỡ. Framework này dựa trên một bộ

giải mã để phân tích chuỗi H.264 nguồn, tính ra một Watermark, nhúng Watermark vào và phát sinh ra một luồng H.264 mới. Đầu tiên, luồng H.264 gốc được giải mã ngược quá trình entropy, rút trích ra dữ liệu H.264 thuần. Phân tích cấu trúc video H.264 ra thành những NAL-Units, là những phần cơ bản của cấu trúc H.264 bao gồm những slice I, P, B. Phụ thuộc trên mỗi loại slice thì slice chứa những loại macroblock khác nhau và các macroblock này chứa lỗi dựđoán của vector chuyển

động và những hệ số DCT. Một vài macroblock của slice B và P được bỏ qua và Watermark cùng với giá trị hash được tính ra từ macroblock đó, một khóa công khai

được nhúng vào những macroblock này. Sau đó tiến hành quá trình mã hóa entropy và được luồng bit H.264 sau khi nhúng.

Vào năm 2008, Zou và các cộng sự [13] đề xuất một phương pháp Watermarking bằng cách thay thế một số byte trong luồng bít H.264/AVC sau khi nén thành một luồng H.264/AVC mới. Ý tưởng chính của Zou là luồng bit H.264 sau khi nén được thi hành quá trình giải mã entropy, sau đó căn cứ vào các vị trí có

được từ việc phân tích trong quá trình dựđoán intra để tiến hành nhúng Watermark, rồi mã hóa entropy lại để cho ra kết quả luồng bít H.264 mới sau khi nhúng vẫn

đảm bảo các tiêu chuẩn của chuẩn nén H.264. Nối tiếp công trình nghiên cứu, D. Zou và J. A. Bloom [14] đề xuất một phương pháp Watermarking trên chuẩn nén H.264/AVC bằng cách thay thế các bit trong những khối khác nhau dựa trên siêu dữ

liệu được phát sinh trong quá trình tiền phân tích vào năm 2009. Đầu tiên, dữ liệu nén H.264 được giải mã entropy, sau đó phát sinh Watermark, rồi đưa vào bước tiền phân tích để phát sinh ra siêu dữ liệu là một danh sách các vị trí trong miền dữ liệu

nén được chọn để tiến hành thay thế theo thuật toán LSB. Kết quả thực nghiệm chỉ

ra rằng phương pháp này được thực hiện rất nhanh với chi phí thấp, chất lượng video sau nén tốt nhưng mức độ bền vững thấp.

Một phần của tài liệu MÔ HÌNH CHỨNG THỰC BỀN VỮNG TRÊN VIDEO H.264/AVC DỰA TRÊN ĐẶC TRƯNG VÂN TAY (Trang 79 -82 )

×