Input:
- Một chuổi bit thể hiện bản quyền. - Một ảnh.
Output:
- Ảnh đã nhúng thủy vân. - Khóa để giải mã.
1/. Qúa trình nhúng thủy vân.
Hình 3.12: Quá trình nhúng thủy vân.
Thuậttoán nhúng thông tin vào ảnh phủ:
1. Chia ảnh có kích thƣớc m × n thành (m×n)/64 khối 8×8, mỗi bít sẽ đƣợc giấu trong một khối.
2. Chọn một khối bất kì B và biến đổi DCT khối đó thu đƣợc B’
3. Chọn hai hệ số ở vị trí bất kì trong miền tần số ở giữa của khối DCT, giả sử đó là b’(i,j) và b’(p,q). Bit si sẽ đƣợc nhúng thỏa mãn điều kiện:
'( , ) '( , ) '( , ) '( , ) i i b i j b p q n ê u s 1 b i j b p q n ê u s 0
8x8 pixel block (B) DCT coefficients (B’)
DCT zig-zag
Choosing embed position
Embedding Algorithm (data: bit string (s)) IDCT
b’(4,1), b’(3,2) Watermarked block
Chú ý: Khi ảnh bị nén, để tránh trƣờng hợp hệ số DCT của thuật toán bị lƣợc bớt, yêu cầu | b’(i,j) b’(p,q)| > x, với x > 0.
Trong trƣờng hợp (si = 1, b’(i,j) b’(p,q)) và (si = 0, b’(i,j) > b’(p,q)) ta thực hiện đổi giá trị của 2 hệ số b’(i,j) và b’(p,q).
1/. Qúa trình đọc thủy vân.
Hình 3.13: Quá trình rút/trích thủy vân
Thuậttoán tách tin nhúng và xác thực ảnh:
1. Chia ảnh có kích thƣớc m × n thành (m×n)/64 khối 8×8. 2. Chọn một khối bất kì B và biến đổi DCT khối đó thu đƣợc B’.
3. Chọn hai hệ số ở vị trí bất kì trong miền tần số ở giữa của khối DCT, giả sử đó là b’(i,j) và b’(p,q). Bit si sẽ đƣợc nhúng thỏa mãn điều kiện.
a. Nếu b’(i,j) > b’(p,q) thì gán si = 1. b. Nếu b’(i,j) b’(p,q) thì gán si = 0
Watermarked block DCT coefficients (B’)
DCT zig-zag
Choosing extract position
Extraction Algorithm (data: bit string (s)) IDCT
b’(4,1), b’(3,2) Watermarked block
Trên đây là một thuật toán nhúng thuỷ vân vào ảnh tĩnh sử dụng kỹ thuật giấu tin trên miền biến đổi cosin rời rạc. Ảnh đƣợc chia thành các khối 8×8, các khối này đƣợc chọn một cách ngẫu nhiên để nhúng thuỷ vân. Mỗi khối sẽ đƣợc áp dụng phép biến đổi cosin rời rạc (DCT) để chuyển dữ liệu về tần số của khối ảnh. Miền tần số thấp của khối ảnh đã đƣợc chứng minh là chứa dữ liệu nhìn thấy của ảnh, các thay đổi dữ liệu trên miền này sẽ dẫn đến thay đổi đáng kể ảnh hiển thị. Ngƣợc lại, miền tần số cao chứa dữ liệu ảnh không ảnh hƣởng đáng kể đến tri giác ảnh. Đây là miền tần số cho phép thay đổi mà không gây nhiễu nhiều đến ảnh. Tuy nhiên, thuỷ vân trong miền này lại không bền vững với các phép biến đổi ảnh thông thƣờng. Với thuật toán này, miền đƣợc chọn để giấu tin là miền có tần số ở giữa tần số cao và tần số thấp, kết quả thực nghiệm của thuật toán cũng cho thấy thuỷ vân đảm bảo đƣợc tính chất ẩn trên ảnh và bền vững trên một số phép biến đổi ảnh thông thƣờng.
Nhóm các kĩ thuật biến đổi miền tần số ảnh (frequency image transforms): Nhóm kĩ thuật này sử dụng một phƣơng pháp biến đổi trực giao nào đó, chẳng hạn nhƣ Cosine rời rạc, hay Fourier… để chuyển miền không gian ảnh sang miền tần số. Thuỷ vân sẽ đƣợc nhúng trong miền không gian tần số của ảnh theo kĩ thuật trải phổ trong truyền thông. Đây là kĩ thuật phổ biến nhất với nhiều thuật toán và đƣợc hứa hẹn là một phƣơng pháp tốt giải quyết vấn đề đảm bảo hai thuộc tính quan trọng của thuỷ vân sau khi giấu.
Chƣơng 4: THỬ NGHIỆM CHƢƠNG TRÌNH
4