Năm 1997, M. Kutter và các cộng sự đề xuất việc sử dụng kênh xanh da trời để nhúng một Watermark phổ rộng (spread spectrum) vào ảnh.
Tác giả Martin Kutter - Frederic Jordan - Frank Bossen – Phòng thí nghiệm xử lý
tín hiệu số, EPFL
Loại Blind
Watermark Là một chuỗi m bit
Nhúng
Các bit Watermark đƣợc nhúng bằng cách sửa đổi một tập các giá trị điểm ảnh chọn lọc trong kênh xanh da trời, do mắt ngƣời ít mẫn cảm với những thay đổi trong băng tần này; để đảm bảo tính an toàn, mỗi bit đƣợc nhúng nhiều lần ở các vị trí ảnh khác nhau. Sự chỉnh sửa các giá trị điểm ảnh gốc Bij phụ thuộc vào giá trị của bit và cân xứng với độ chói điểm ảnh Lij: Cho một bit s cần nhúng, B*ij = Bij + (2s -1) Li,jq trong đó B*ij là giá trị đƣợc sửa và q là một tham số xác định cƣờng độ nhúng.
28
Hình 7: Trật tự quét ảnh
Các vị trí nhúng đƣợc xác định nhƣ sau: Với mỗi điểm ảnh, một số x giả ngẫu nhiên đƣợc phát sinh. Nếu x nhỏ hơn q thì thông tin đƣợc nhúng vào điểm ảnh. Ngƣợc lại điểm ảnh không bị thay đổi. Trong qui trình này, trật tự quét ảnh đƣợc sửa đổi làm cho ảnh không phụ thuộc kích thƣớc. Thay vì quét ảnh theo dòng, cột, thuật toán quét ảnh theo một đƣờng zig-zag
Trích
Để trích đƣợc bit nhúng mà không cần sử dụng ảnh gốc, thuật toán sử dụng một dự báo về giá trị gốc của các điểm ảnh đƣợc sửa (dự báo dựa trên liên kết tuyến tính của các giá trị điểm ảnh trong lân cận hình chữ thập của điểm ảnh). Thuật toán tính toán sự khác nhau giữa các giá trị điểm ảnh dự báo và giá trị thực và so sánh nó với ngƣỡng thích hợp để quyết định bit đƣợc nhúng.
Nhận xét
Sở dĩ kênh xanh da trời đƣợc chọn vì hệ cảm quan của ngƣời (HVS) ít mẫn cảm với các màu xanh da trời do các hình nón xanh da trời (S- cone) ít đƣợc phân phối dày đặc hơn so với các hình nón xanh lá cây và đỏ trong phần hố của võng mạc ngƣời. Tác giả đã thực hiện nhiều kiểm nghiệm và phát hiện ra rằng năng lƣợng Watermark trên kênh xanh da trời lớn gấp 50 lần năng lƣợng Watermark trên kênh độ chói, tất nhiên cả hai cùng đƣợc thử nghiệm trên cùng một tác nhân (artifact). Điều này nói lên rằng Watermark kênh xanh da trời có độ an toàn cao hơn với các phép tấn công chẳng hạn nhƣ lọc (trung bình, trung tuyến,…) và nhiễu cộng. Hơn nữa tác giả đã khẳng định dƣới phép nén có mất thông tin JPEG, cả hai hƣớng tiếp cận đều xấp xỉ nhau. Tuy nhiên vấn đề nảy sinh đối với Watermark trên kênh xanh da trời là nó khó kiểm soát hay tiên đoán các tác nhân. Nghĩa là tính khả kiến của Watermark trên kênh độ chói đồng nhất hơn và ít phụ thuộc vào ảnh màu. Do đó, thiết kế Watermark trên kênh xanh da trời (hay một kênh nào bất kì) thì tinh xảo hơn và đòi hỏi những mô hình HVS phức tạp để làm Watermark thích ứng tối ƣu với độ tƣơng phản, cƣờng độ và màu sắc.
29