5. Bố cục của luận văn
3.2 Kết quả thử nghiệm kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DWT
DWT
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 thông tin thuỷ vân, khoá. Cuối cùng là thực hiện phép biến đổi ngược IDWT trên các băng tần đã thay đổi để được ảnh đã nhúng thuỷ vân.
Trong kỹ thuật thuỷ vân của Mehul R. và Priti R. [9] các tác giả đã sử dụng phép biến đổi DWT hai chiều mức hai phân tích ảnh gốc I thành các băng tần LL2, LH2, HL2 và HH2 rồi sử dụng thuỷ vân là hai ảnh nhị phân J, K. Thuỷ vân thứ nhất được nhúng vào băng LL2, thuỷ vân thứ hai được nhúng vào băng HH2 rồi thực hiện phép biến đổi ngược IDWT để tổng hợp thành ảnh chứa thuỷ vân.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trong thử nghiệm, ảnh gốc được chọn là ảnh đa mức xám “HOASUNG.BMP” kích thước 256×256, hai thuỷ vân là ảnh nhị phân “IOIT.BMP” kích thước 64×64, hệ số được chọn là 20 với băng LL2, là 3 với băng HH2. Ảnh sau khi nhúng thuỷ vân được sử dụng để tách lấy thuỷ vân, kết quả ở cả hai băng LL2 và HH2 đều cho thuỷ vân trùng với thuỷ vân gốc. Ảnh gốc, ảnh thuỷ vân gốc, ảnh sau khi nhúng thuỷ vân được trình bày trong hình 3.1 Ảnh gốc 256×256 Ảnh thuỷ vân gốc 64×64 Ảnh gốc đã nhúng thuỷ vân PSNR=34.970
Hình 3.1. Nhúng thuỷ vân theo Mehul R. và Priti R.
Ảnh gốc sau khi nhúng thuỷ vân được xử lý qua các phép biến đổi ảnh thông thường, sau đó thực hiện tách lấy thuỷ vân ở hai băng LL2 và HH2 rồi so sánh độ lệch bit với thuỷ vân gốc. Kết quả so sánh SR thể hiện tính bền vững của thuỷ vân tương ứng ở các băng trước các tấn công thông thường lên ảnh chứa được thể hiện qua bảng 3.1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.1. Tính bền vững của thuỷ vân theo Mehul R. và Priti R. trước các tấn công lên ảnh chứa thuỷ vân
Loại tấn công SR của thuỷ vân tách được Băng LL2 Băng HH2 JPEG Compression Q = 75 0.9998 0.5779 JPEG Compression Q = 50 0.9863 0.4868 JPEG Compression Q = 25 0.8960 0.4724 Rescaling 256 128 256 0.7605 0.6480 Intensity Adj [0 0.8], [0 1] 0.5964 0.8259 Histogram 0.6164 0.7495 Blurring 3,3 0.9155 0.5078
Adding Gaussian Noise 0.001 0.8919 0.6108
Cropping 50% 0.8420 0.4917
Pixelate 2 mosaic 0.9273 0.9529
Sharpening 0.8870 0.8215
Kết quả kiểm thử về tính bền vững của thuỷ vân cho thấy, thuỷ vân nhúng ở băng LL bền vững hơn thuỷ vân nhúng trong băng HH trước hầu hết các phép biến đổi ảnh. Thuỷ vân nhúng ở băng HH bền vững hơn thuỷ vân nhúng trong băng LL trước các tấn công Intensity Adj và chỉnh histogram. Thuỷ vân trong cả hai băng đều thể hiện tính bền vững thấp trước thao tác thay đổi kích thước ảnh chứa.
Thử nghiệm với các hệ số tương quan khác nhau, kết quả là khi tăng hệ số tương quan, chất lượng ảnh sau khi nhúng thuỷ vân sẽ giảm đồng thời tính
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
bền vững của thuỷ vân tương ứng lại tăng. Đây cũng là đặc điểm chung của tất cả các hệ thống thuỷ vân ẩn bền vững.
Thử nghiệm kỹ thuật của Tao P. và Eskicioglu A.M. với việc sử dụng phép biến đổi DWT hai chiều mức một, ảnh gốc sử dụng là ảnh đa mức xám “HOASUNG.BMP” kích thước 512×512, thuỷ vân được nhúng vào cả bốn băng là ảnh nhị phân “IOIT.BMP” kích thước 256×256, hệ số tương quan được chọn với băng LL là 8, chọn là 2 với các băng còn lại. Việc tách lấy thuỷ vân từ ảnh chứa ngay sau khi nhúng thuỷ vân (chưa qua các biến đổi) cho kết quả thuỷ vân trong tất cả các băng đều trùng với thuỷ vân gốc (SR=1). Ảnh gốc, thuỷ vân gốc và ảnh sau khi nhúng thuỷ vân được trình bày qua hình 3.2 Ảnh gốc 512×512 Ảnh thuỷ vân gốc 256×256 Ảnh gốc đã nhúng thuỷ vân; PSNR=36.588
Hình 3.2. Nhúng thuỷ vân theo Tao P. và Eskicioglu A.M.
Ảnh chứa thuỷ vân được thử nghiệm tiếp trước các phép xử lý ảnh thông thường sau đó mới sử dụng để tách lấy thuỷ vân ở các băng tương ứng, kiểm tra độ sai lệch so với thuỷ vân gốc. Kết quả tách thuỷ vân từ ảnh chứa đã bị tấn công được thể hiện qua bảng 3.2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.2. Tính bền vững của thuỷ vân theo Tao P. và Eskicioglu A.M. trước các tấn công
Loại tấn công Giá trị SR của thuỷ vân từ các băng
LL LH HL HH JPEG Compression Q = 75 0.9314 0.4495 0.4024 0.3435 JPEG Compression Q = 50 0.8332 0.4297 0.4059 0.3450 JPEG Compression Q = 25 0.7346 0.4261 0.4145 0.3453 Rescaling 512 256 512 0.6970 0.4173 0.4170 0.3427 Intensity Adj [0 0.8], [0 1] 0.7509 0.8414 0.8382 0.9203 Histogram 0.7694 0.7291 0.7338 0.7940 Blurring 3,3 0.8847 0.8043 0.3303 0.2851 Adding Gaussian Noise 0.001 0.7565 0.5687 0.5661 0.5666 Cropping 50% 0.8544 0.7132 0.7080 0.6717 Pixelate 2 mosaic 0.9047 0.4173 0.4170 0.3427 Sharpening 0.8069 0.8210 0.8197 0.8907
Kết quả thử nghiệm cho thấy, kỹ thuật thuỷ vân của Tao P. và Eskicioglu A.M. cho cùng kết quả về độ bền vững của thuỷ vân trong các băng LL và HH so với kỹ thuật mà chỉ nhúng thuỷ vân vào hai băng LL và HH của Mehul R. và Priti R. Ở các băng LH và HL thuỷ vân tách được cũng thể hiện tính bền vững trước một số tấn công, tuy nhiên tính bền vững của thuỷ vân trong những băng này không vượt trội so với ở các băng LL và HH.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn