Chương 3 : Thiết kế và phát triển chương trình thử nghiệm
3.3 Kết quả thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT và ma trận
biến đổi DWT kết hợp với ma trận số giả ngẫu nhiên
a) Quá trình nhúng thủy vân
Vào: - Ảnh gốclàảnh đa mức xám “_tam_an.bmp” kích thước512×512 - Thuỷ vân là một ảnh nhị phân “_vd3.bmp” kích thước 50×20 - Hệ số tương quank là 5
Ra: -Ảnhgốc đã nhúng thuỷ vân. b) Quá trình tách thủy vân
Vào: Ảnhgốc đã nhúng thuỷvân. Ra: Thủy vân tìm lại
c) Thực hiện
Hầu hết các kỹ thuật thuỷ vân sử dụng phép biến đổi sóng nhỏ DWT
đều có chung ý tưởng thực hiện biến đổi sóng nhỏ hai chiều để biến đổi ảnh
gốc sang miền tần số, kết quả phép biến đổi DWT sẽ chia ảnh gốc thành bốn
băng tần LL, LH, HL và HH, tiếp theo biến đổi giá trị các hệ số thuộc các băng tần bằng cách kết hợp với thơng tin thuỷ vân, khố. Cuối cùng là thực
hiện phép biến đổi ngược IDWT trên các băng tần đã thayđổi để được ảnh đã
nhúng thuỷ vân. Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã cài đặt với các
thuật toán đề xuất trong mục 2.2.2.
Thử nghiệm và so sánh với các trường hợp sau
(A) Sử dụng DWT và hai ma trận số giả cùng nhúng vào băng HL (B) Sử dụng DWT và hai ma trậnsố giả cùng nhúng vào băng HL, LH (C) Sử dụng DWT và hai ma trận số giả nhúng riêng biệt vào hai băng HL, LH
(D) Sử dụng DWT và hai ma trận số giả cùng nhúng vào các băng HL, LH, HH
d) Kết quả
Chất lượng ảnh sau khi nhúng thuỷ vân được đánh giá thông qua giá trị của tỷ sốPSNR giữa ảnh gốc I và ảnh chứa thuỷ vân Iw. Chất lượng thuỷ vân
tách ra được đánh giá thông qua tỷ số tương tự SR giữa thuỷ vân gốcW và thuỷ
vân tách đượcW’.
Ảnh gốc, ảnh thuỷ vân gốc, ảnh sau khi nhúng thuỷ vân, ảnh thủy vân
tìm lại được trình bày trong hình 3.3
Ảnh gốc PSNR = 30.3342 PSNR=23.4027 PSNR=44.1949 PSNR=19.3481
Thủy vân gốc SR=1 SR=1 SR=0.9990 SR=1
(I) (A) (B) (C) (D)
Hình 3.3. Nhúng thủy vân và giải nhúng sử dụng phép biến đổi DWT và ma trậnsố giả ngẫu nhiên
Thử nghiệm với các hệ số tương quan khác nhau, kết quả là khi tăng hệ số tương quan, chất lượngảnh sau khi nhúng thuỷ vân sẽ. Chất lượng ảnh sau
khi nhúng thuỷ vân, chất lượng thuỷ vân tách được từ ảnh chứa ngay sau khi
Bảng3.1. Chất lượng ảnh nhúng thủy vân và thủy vân tìm lại được. Sử dụng phép biến đổi DWTvà ma trận số giả ngẫu nhiên
(A) (B) (C) (D) Hệ số k PSNR SR PSNR SR PSNR SR PSNR SR 1 62.5230 1 55.5915 1 76.3837 0.9930 51.5368 1 3 40.5507 1 33.6192 1 54.4114 0.9990 29.5646 1 5 30.3342 1 23.4027 1 44.1949 0.9990 19.3481 1 7 23.6048 1 16.6733 1 37.4655 1 12.6186 1 9 18.5785 1 11.6470 1 32.4392 1 7.5923 1
Bảng 3.1 cho thấy việc nhúng thủy vân vào cả 3 băng cho chất lượng
ảnh chứa thủy vân thay đổi nhiều hơn khi chỉ nhúng vào 1 băng hoặc 2 băng.
Chất lượng ảnh chứa thủy vân ít thay đổi nhất khi sử dụng phép biến đổi DWT và 2 ma trận số giả ngẫu nhiên nhúng riêng biệt vào 2 băng HL, LH; tuy nhiên thủy vân tìm lại được có sự sai khác nhiều hơn.
Ảnh gốc sau khi nhúng thuỷ vân được biến đổi qua một số phép biến đổi ảnh, sau đó thực hiện quá trình lọc tìm lại thuỷ vân, so sánh với thuỷ vân gốc để đánh giá độ bền vững của thuỷ vân. Kết quả thể hiện qua bảng3.2.
Bảng 3.2. Tính bền vững của thuỷ vân theo kỹ thuật thuỷ vân sử dụng DWT và ma trận số giả ngẫu nhiêntrước một số tấn công
Giá trịSR của thuỷ vân tách
Loại tấn công
(với hệ sốk=5) (A) (B) (C) (D)
JPEG Compression Q = 80 1 1 0.9990 1
JPEG Compression Q = 50 1 1 0.9990 1
Adding Gaussian Noise 0.001 1 1 0.9990 1