Để giảm tính dư thừa, sự vận động trong video được giữ lại trên việc ước lượng những frame mã hóa nội bộ. Điều này có nghĩa là ước lượng chuyển động và sự bù chuyển động được ứng dụng rộng trong các chuẩn nén video. Những vector chuyển động lấy một số lượng lớn luồng bit video nén. Vì vậy, Watermark được nhúng vào luồng bit bằng cách thay đổi những thành phần của vector động đó.
Dưới góc nhìn này, Jordan và các cộng sự [18] là những người đầu tiên ẩn dữ
liệu vào những vector chuyển động. Sau đó, Hartung và các cộng sự sử dụng quá trình dự đoán bù chuyển động để phát sinh ra những Watermark dịch chuyển bù giúp giải quyết vấn đề Watermark yếu hoặc bị loại bỏ trong quá trình nén. Bốn năm sau đó, J. Zhang và các cộng sự [27] cải tiến lược đồ của Jordan bằng cách chọn một macroblock để nhúng Watermark. Trong hướng tiếp cận này, Watermark được nhúng vào cả những vector chuyển động của những macroblock mà có giá trị lớn hơn và những vector chuyển động mà có sự thay đổi phase nhỏ. Để giữ lại chất lượng video, những vector chuyển động phải được thay đổi ít. Như một hiệu quả tất yếu, tính bền vững của thuật toán sẽ giảm. Mặt khác, chất lượng video bị giảm là do những chỗ rạn nứt giữa các block trong frame nén. Để giải quyết những yếu điểm này của J. Zhang, Z. Liu và các cộng sự [28] đã phân loại ảnh thành những vùng có cấu trúc cao và thấp. Những vector chuyển động trong khu vực cấu trúc cao được thay đổi, Watermark được nhúng vào những hệ số wavelet của những thành phần chuyển động dựa trên thuật toán 4-neighboring-mean. Biến đổi wavelet của những
ảnh con của frame-I trong GOP được nhị phân hóa để Watermark nhúng vào GOP này. Kết quả thực nghiệm cho thấy lược đồ này chống lại sự đồng bộ hóa (trung bình frame, thay đổi fps, hoán đổi frame, cắt frame), tấn công cắt, tấn công kết cấu. Bên cạnh đó, tác giả cũng chỉ ra rằng nó cũng chống lại các tấn công trên mỗi frame
Dựa trên chuẩn mã hóa MPEG-4 Fine Granularity Scalability (FGS), X. Bian và Q. Zhu [50] đề xuất một kỹ thuật Watermarking mới trên video. Với hướng tiếp cận này, video dạng MPEG-4 FGS được nén thành một luồng đơn với hai lớp: lớp cơ sở và lớp nâng cao. Lớp cơ sởđược mã hóa từ một chuỗi video tại ngưỡng bit- rate thấp. Còn lớp nâng cao mã hóa một bit, trong khi đó chúng được thay đổi nhiều trong khu vực thứ hai. Để giảm vết nứt, lỗi trong quá trình dự đoán được tính toán lại sau khi nhúng Watermark. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng phương pháp của Q. Zhu chống lại những quá trình xử lý ảnh thông dụng và thay đổi bit-rate.
Hơn nữa, theo các chuẩn nén có chất lượng cao như MPEG-2 và H.263, H. X. Wang và các cộng sự [29] đề xuất một phương pháp Watermarking trên video khác, thi hành những vector chuyển động trong độ chính xác nữa pixel. Trong lược
đồđó, Watermark là một ảnh nhị phân được nhúng vào những vector chuyển động của luồng bít dựa trên mối quan hệ giữa những vector chuyển động với độ chính xác một pixel và nữa pixel trong quá trình mã hóa. Watermark được rút trích bởi việc phân tách những thuộc tính của những vector chuyển động tại quá trình giải mã. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng lược đồ này có thể thi hành ở thời gian thực nhưng không chỉ ra được độ mạnh của phương pháp này trước các tấn công thông thường. Khác với việc sử dụng thông tin vùng của những vector chuyển động, P. Wang và các cộng sự [43] đề xuất một lược đồ mới trong đó thuật toán tìm kiếm
được dùng để tìm kiếm những block tốt nhất trong một vùng cụ thể của quá trình
ước lượng chuyển động. Mặc dù, những điểm nữa pixel được khai thác, chúng ta có thể chia ngưỡng tìm kiếm để làm tăng khả năng nhúng Watermark. Do đó, khả năng nhúng Watermark của phương pháp này có thể tùy chỉnh.
Một trong những chuẩn nén phổ biến là MPEG trong đó mỗi frame được mã hóa trong những cách khác nhau. Những frame I được mã hóa trong quá trình dự đoán Intra được nén với chuẩn nén JPEG, trong khi đó những frame B và P được mã hóa trong quá trình dựđoán inter được dự đoán từ những frame khác của video. Vì vậy, những phương pháp Watermarking khác nhau được đề xuất dựa trên những loại khác nhau của frame. Chẳng hạn, lược đồ của Choia et al [9] là một ví dụ. Để
tránh độ phức tạp, những frame B trong MPEG-2 được đánh dấu. Thêm vào đó, thành phần U trong thể hiện Y-U-V được chọn cho việc nhúng Watermark. Ý tưởng cơ bản là những hệ số DCT ở tần số thấp của ảnh được thay đổi ít nhất bởi quá trình xử lý hình học. Sự thi hành này đơn giản là thêm hoặc trừ giá trị của những hằng số
thấp của mỗi frame một khoảng. Một bit được nhúng bằng cách điều chỉnh số lượng lẽ các frame liên tiếp nhau trong video gốc, được gọi là nhóm Watermarking của
ảnh (WGP). Mặc dù quá trình nhúng liên quan đến quá trình giải mã, quá trình giải mã đòi hỏi trong quá trình rút trích. Lược đồ đề xuất đạt được chất lượng video tốt và chống lại các tấn công trong quá trình ghi hình của máy ghi hình và những tấn công khác. Tuy nhiên, lược đồ của Choia và các cộng sự chỉ làm việc trên chuẩn video MPEG-2.
Như đã đề cập ở trên, một thành phần khác gọi là thành phần chuyển động
được sử dụng nhúng Watermark trong video nén trong thời gian gần đây. Thi hành
đặc trưng này, J. Sun và J. Liu [26] đề xuất một lược đồ Watermarking blind trên video sử dụng ICA (Independent Component Analysis) để rút trích những thành phần tĩnh và động liên quan với nhau từ chuỗi frame liên tục. Một lần nữa ICA
được dùng nhưng sự khác nhau giữa chuỗi gốc và chuỗi tái xây dựng lại từ lớp cơ
sở phải đảm bảo ngưỡng bit –rate của chuỗi bít nằm trong phạm vi cho phép. Watermark được nhúng vào lớp cơ sở và dựa trên lỗi tái cấu trúc, nội dung video
được bảo vệ. Vì lỗi tái cấu trúc được tạo thông qua quá trình nhúng Watermark và mã hóa. Chỉ những khách hàng được chứng thực thì mới rút trích Watermark đúng trong quá trình giải mã để lấy về video có chất lượng. Một vài kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng phương pháp này vững mạnh với các tấn công như nhiễu, nén, tỉ lệ, quay, lọc thông thấp, điều chỉnh biểu đồ mức xám, cân bằng hóa.
Bên cạnh chuẩn nén MPEG, H.264, AVS,… cũng rất phổ biến và có một số
lược đồ Watermarking trên chúng. H.264/AVC được xem như là phiên bản mới nhất, được thiết kế cho những ứng dụng có tỉ lệ bit-rate thấp. Năm 2004, G. Qiu và các đồng sự [23] đề xuất một phương pháp Watermark lai trên chuẩn nén H.264.
vững mạnh vào miền DCT, và một Watermark dễ vỡ vào những vector chuyển động trong quá trình nén H.264. Phương pháp này dùng để chứng thực và bảo vệ bản quyền. Kết quả thực nghiệm cho thấy phương pháp này cho khả năng nhúng rất cao
đối với những video có tỉ lệ bit-rate thấp. Hơn nữa, kết hợp với phương pháp tối ưu Lagrangian trong việc chọn lựa các vector chuyển động trong quá trình dự đoán Intra và Inter của video H.264, kết quả cho thấy chất lượng video giảm không đáng kể và kết quả rút trích Watermark rất hiệu quả và chính xác. Sau đó một năm, M. Noorkami và R. M. Mersereau [38] đã đề xuất một phương pháp Watermarking dựa trên các đặc trưng của chuẩn H.264. Đối với phương pháp này, một khóa sẽ được phát sinh ra dựa vào những đặc trưng của macroblock. Căn cứ vào khóa này, những hệ số AC của macroblock đó trong frame I được chọn để nhúng Watermark vào. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng phương pháp này có độ phức tạp thấp, nhanh và hiệu quả.
Năm 2007, J. Zhang [27] đề xuất một phương pháp Watermark vững mạnh trên video nén dựa trên chuẩn H.264/AVC. Trong lược đồ này, một mẫu Watermark xám được thay đổi theo những ràng buộc tính toán của chuẩn nén H.264, sau đó
được nhúng vào dữ liệu ở miền nén bằng cách thay đổi những hệ số giữa DCT. Tác giả chỉ ra rằng, lược đồ này cho chất lượng tốt mà không tăng bit-rate và khả năng bền vững cao trước những tấn công xử lý ảnh thông thường như giảm bit-rate, lọc Gaussian, và nâng cao độ tương phản. Hai năm sau, P. C. Su và các cộng sự [41] đề
xuất một phương pháp Watermarking cho vấn đề chứng thực trên video nén H.264.
Đối với phương pháp này, tín hiệu Watermark được nhúng vào những chỉ số lượng tử hóa của những frame được mã hóa trong quá trình dự đoán Intra tức là những frame I. Cùng với việc sử dụng mặt nạ luminance trong mô hình trực quan của Watson để xác định năng lượng Watermark hay JND (Just Noticeable Difference) nhúng vào mỗi hệ số. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng phương pháp của có tính vô hình cao, chất lượng video sau khi nhúng và bit-rate nằm trong một giới hạn cho phép, chống lại được các tấn công như theo đổi frame, chuyển mã,… Cũng trong năm đó, Y. Wang và các cộng sự [53] đề xuất một thuật toán Watermarking bền
vững trên video AVS (Audio Video Coding Standard). AVS được phát triển bởi nhóm AVS ở Trung Quốc từ năm 2002. Đây là lược đồ Watermarking đầu tiên áp dụng AVS. Lược đồ này làm việc với hai Watermark khác nhau – hai ảnh nhị phân. Một được nhúng vào thành phần luminance và một được nhúng vào những thành phần chrominance. Cả hai được thi hành trong miền nén bằng cách thay đổi những hệ số lượng tử. Bởi vì kỹ thuật PSO (particle swarm optimization) được thi hành để
tối ưu hóa vị trí nhúng, lược đồđề xuất có thể chống lại những xử lý tín hiệu thông thường. Hơn nữa, mối quan hệ năng lượng giữa Cb và Cr được điều chỉnh dựa trên khái niệm JND (Just noticeable distortion) của hệ thống human visual (HSV). Do
đó, Watermark có thể chống lại được những tấn công hình học và tái mã hóa. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, lược đồ của họ đạt chất lượng tốt và khả năng bền vững cao chống lại các tấn công như lọc Gaussian thông thấp, lọc trung vị, nhiễu muối tiêu, cắt, quay, và tái mã hóa.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});