pháp thủy vân dựa trên miền sóng lược đồ
Như đã nói ở trên, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp thủy vân dựa trên miền sóng lược đồ để đánh giá và so sánh kết quả ảnh thủy vân. Qua đó, thấy được ưu điểm cũng như hạn chế của phương pháp ICA.
Để tiến hành thí nghiệm này, chúng tôi đã lấy 6 mẫu khác nhau. Một phép đo PSNR được sử dụng để đánh giá kết quả của hình ảnh sau khi đã được thủy vân. Tham số điều khiển chung α được sử dụng trong phương pháp ICA để điều chỉnh độ mạnh của thủy vân đính kèm nhằm giữ lại chất lượng thỏa đáng của hình được thủy vân cuối cùng. Cụ thể, hệ số α được điều chỉnh để phù hợp với độ mạnh của thủy vân nhằm đạt được kết quả hình ảnh như mong muốn. Giảm bớt cường độ của α dẫn tới chất lượng của hình ảnh cuối cùng tốt hơn và ngược lại.
PSNR (db)
Phương pháp
thủy vân Baboon Bird Fruit Hat Lena Pepper
Wavelet 46.62 46.52 46.62 46.59 47.18 46.83
ICA (α = 0.4) 22 40.41 36.39 36.2 36.73 29.96
ICA (α = 0.1) 47.41 49.47 50.63 49.61 49.05 49.77
Bảng 2. So sánh, đánh giá chất lượng hình ảnh dựa trên PSNR
Quá trình thử nghiệm cùng một dữ liệu đầu vào cho thấy, đối với phương pháp thủy vân ảnh dựa trên ICA với hệ số α = 0.4 cho kết quả ảnh có chất lượng thấp, thậm chí thấp hơn phương pháp thủy vân ảnh dựa trên miền sóng lược đồ. Tuy nhiên, khi chúng ta điều chỉnh hệ số α giảm xuống trong phương pháp ICA (α = 0.1) sẽ nhận được kết quả hình ảnh tốt hơn rất nhiều. Do vậy, không giống phương pháp thủy vân ảnh dựa trên miền sóng lược đồ cho kết quả chất lượng hình ảnh là duy nhất, chúng ta có thể thấy rằng đối với phương pháp thủy vân ảnh dựa trên ICA, hệ số α rất quan trọng đối với chất lượng hình ảnh mong muốn cuối cùng.
Một ví dụ khác chúng tôi đưa ra trong phần thực nghiệm đó là sử dụng phần mềm StirMark Benchmark 4. Đây là phần mềm sử dụng nhằm đánh giá kết quả thu được giữa ảnh gốc và ảnh thủy vân sau khi đã thực hiện các phép quay, thêm nhiễu,... so với ảnh gốc. Chất lượng của hình ảnh so sánh cũng được đánh giá dựa trên thông số PSNR. Đầu vào của chương trình là hai ảnh gốc được sử dụng ROSE.bmp và WALL.BMP. Chạy phần mềm StirMark Benchmark 4 với các phép biến đổi ICA (alpha = 0.1, 0.3, 0.4) và wavelet. Các tham số sử dụng khi đánh giá PSNR là một hệ số chạy (Strength of the watermark embedding) với 0, 10, 20, 30, 40, 50,...,100 rồi so sánh ảnh thủy vân với file gốc. (Tham khảo thêm phần Phụ Lục)
Kết quả cho ra một file .log có định dạng như sau: -input: wall.bmp
và WallWatermark.bmp ( ví dụ: wall_a4.bmp tức là ICA với alpha=0.4) -output: *.log (ví dụ wall_a4.log)
Để dễ so sánh và đánh giá, tất cả các file kết quả sẽ dùng cái tham số là 10 cho đồng nhất. PSNR (db) Phương pháp thủy vân ICA (α=0.1) ICA (α=0.3) ICA (α=0.4) Wavelet 38.5839 38.584 38.5841 38.584
38.9086 38.9087 38.9088 38.9087
Ngoài ra, chúng tôi cũng tiến hành một vài thực nghiệm như dùng phép quay, làm nhiễu, nén, xóa dòng, xóa cột…. trên ảnh đã được thủy vân để đánh giá chất lượng hình ảnh thu được. Các hình ảnh sau khi chạy chương trình chúng ta có thể xem và tham khảo trong file mềm được lưu trong luận văn này (thư mục wall_a4)
--- Test_PSNR -- Fri Nov 04 07.18.55 2011 ---
Test_PSNR 0 Images/Set5/wall Certainty: 77.5339 1.#INF dB Test_PSNR 10 Images/Set5/wall Certainty: 80.3898 38.9088 dB Test_PSNR 20 Images/Set5/wall Certainty: 82.2912 34.4782 dB Test_PSNR 30 Images/Set5/wall Certainty: 85.1386 30.4072 dB Test_PSNR 40 Images/Set5/wall Certainty: 87.0333 28.4166 dB Test_PSNR 50 Images/Set5/wall Certainty: 89.8704 26.1597 dB Test_PSNR 60 Images/Set5/wall Certainty: 91.7581 24.9284 dB Test_PSNR 70 Images/Set5/wall Certainty: 94.5845 23.3927 dB Test_PSNR 80 Images/Set5/wall Certainty: 96.4657 22.4539 dB Test_PSNR 90 Images/Set5/wall Certainty: 99.2824 21.2518 dB
Test_PSNR 100 Images/Set5/wall Certainty: 101.156 20.535 dB ---
Test_EmbedTime -- Fri Nov 04 07.18.57 2011 ---
Test_EmbedTime 5 Images/Set5/wall Average embedding time (ms) 63 26.1597 dB
Test_EmbedTime 5 Images/Set5/wall Average extraction time (ms) 17.6 26.1597 dB
--- Test_AddNoise -- Fri Nov 04 07.18.57 2011 ---
Test_AddNoise 0 Images/Set5/wall Certainty 89.8698 1.#INF dB Test_AddNoise 20 Images/Set5/wallCertainty 49.739 11.2791 dB Test_AddNoise 40 Images/Set5/wallCertainty 52.2201 9.64059 dB Test_AddNoise 60 Images/Set5/wallCertainty 55.867 8.98283 dB Test_AddNoise 80 Images/Set5/wallCertainty 58.0658 8.69735 dB Test_AddNoise 100 Images/Set5/wallCertainty 58.7785 8.52047 dB ---
Test_JPEG -- Fri Nov 04 07.18.58 2011 ---
Test_JPEG 15 Images/Set5/wall Certainty 89.798 27.1891 dB Test_JPEG 20 Images/Set5/wall Certainty 89.86 28.1217 dB Test_JPEG 25 Images/Set5/wall Certainty 89.7794 28.8828 dB Test_JPEG 30 Images/Set5/wall Certainty 89.7541 29.4963 dB
Test_JPEG 35 Images/Set5/wall Certainty 89.7732 30.0684 dB Test_JPEG 40 Images/Set5/wall Certainty 89.7001 30.4205 dB Test_JPEG 50 Images/Set5/wall Certainty 89.7053 31.2632 dB Test_JPEG 60 Images/Set5/wall Certainty 89.7334 32.1031 dB Test_JPEG 70 Images/Set5/wall Certainty 89.7117 33.301 dB Test_JPEG 80 Images/Set5/wall Certainty 89.6879 35.1057 dB Test_JPEG 90 Images/Set5/wall Certainty 89.6843 38.6403 dB Test_JPEG 100 Images/Set5/wall Certainty 89.7036 47.6882 dB ---
Test_MedianCut -- Fri Nov 04 07.19.00 2011 ---
Test_MedianCut 3 Images/Set5/wallCertainty 93.2563 26.5095 dB Test_MedianCut 5 Images/Set5/wall Certainty 91.6137 23.6124 dB Test_MedianCut 7 Images/Set5/wall Certainty 91.0643 22.1671 dB Test_MedianCut 9 Images/Set5/wall Certainty 90.8629 21.3395 dB ---
Test_ConvFilter -- Fri Nov 04 07.19.09 2011 ---
Test_ConvFilter 1 Images/Set5/wall Certainty 139.243 12.7121 dB Test_ConvFilter 2 Images/Set5/wall Certainty 10.2256 -3.4307 dB ---
Test_SelfSimilarities -- Fri Nov 04 07.19.10 2011 ---
Test_SelfSimilarities 1 Images/Set5/wallCertainty 89.6729 26.6273 dB Test_SelfSimilarities 2 Images/Set5/wallCertainty 89.7439 47.762 dB Test_SelfSimilarities 3 Images/Set5/wallCertainty 89.4937 25.8072 dB ---
Test_RemoveLines -- Fri Nov 04 07.19.34 2011 --- Test_RemoveLines 10 Images/Set5/wallCertainty 89.8515 NA Test_RemoveLines 20 Images/Set5/wallCertainty 89.8897 NA Test_RemoveLines 30 Images/Set5/wallCertainty 89.9961 NA Test_RemoveLines 40 Images/Set5/wallCertainty 89.9614 NA Test_RemoveLines 50 Images/Set5/wallCertainty 90.0335 NA Test_RemoveLines 60 Images/Set5/wallCertainty 89.922 NA Test_RemoveLines 70 Images/Set5/wallCertainty 89.9125 NA Test_RemoveLines 80 Images/Set5/wallCertainty 89.971 NA Test_RemoveLines 90 Images/Set5/wallCertainty 89.9964 NA Test_RemoveLines 100 Images/Set5/wallCertainty 90.1394 NA ---
Test_Cropping -- Fri Nov 04 07.19.35 2011 ---
Test_Cropping 1 Images/Set5/wall Certainty 116.75 NA Test_Cropping 2 Images/Set5/wall Certainty 116.385 NA Test_Cropping 5 Images/Set5/wall Certainty 114.383 NA Test_Cropping 10 Images/Set5/wall Certainty 127.291 NA
Test_Cropping 15 Images/Set5/wall Certainty 137.719 NA Test_Cropping 20 Images/Set5/wall Certainty 149.434 NA Test_Cropping 25 Images/Set5/wall Certainty 155.586 NA Test_Cropping 50 Images/Set5/wall Certainty 128.25 NA Test_Cropping 75 Images/Set5/wall Certainty 97.4338 NA ---
Test_Rescale -- Fri Nov 04 07.19.35 2011 ---
Test_Rescale 50 Images/Set5/wall Certainty 89.7465 NA Test_Rescale 75 Images/Set5/wall Certainty 89.9659 NA Test_Rescale 90 Images/Set5/wall Certainty 89.972 NA Test_Rescale 110 Images/Set5/wall Certainty 89.9453 NA Test_Rescale 150 Images/Set5/wall Certainty 89.9364 NA Test_Rescale 200 Images/Set5/wall Certainty 89.9363 NA ---
Test_Rotation -- Fri Nov 04 07.19.37 2011 ---
Test_Rotation -2 Images/Set5/wall Certainty 83.6357 NA Test_Rotation -1 Images/Set5/wall Certainty 86.8349 NA Test_Rotation -0.75 Images/Set5/wall Certainty 87.6097 NA Test_Rotation -0.5 Images/Set5/wall Certainty 88.3341 NA Test_Rotation -0.25 Images/Set5/wall Certainty 89.262 NA Test_Rotation 0.25 Images/Set5/wall Certainty 89.2658 NA
Test_Rotation 0.5 Images/Set5/wall Certainty 88.3325 NA Test_Rotation 0.75 Images/Set5/wall Certainty 87.6168 NA Test_Rotation 1 Images/Set5/wall Certainty 86.8365 NA Test_Rotation 2 Images/Set5/wall Certainty 83.6355 NA Test_Rotation 5 Images/Set5/wall Certainty 75.7981 NA Test_Rotation 10 Images/Set5/wall Certainty 65.6847 NA Test_Rotation 15 Images/Set5/wall Certainty 58.3883 NA Test_Rotation 30 Images/Set5/wall Certainty 46.4096 NA Test_Rotation 45 Images/Set5/wall Certainty 43.2174 NA Test_Rotation 90 Images/Set5/wall Certainty 89.7751 NA ---
Test_RotationCrop -- Fri Nov 04 07.19.42 2011 ---
Test_RotationCrop -2 Images/Set5/wall Certainty 92.4477 NA Test_RotationCrop -1 Images/Set5/wall Certainty 91.4138 NA Test_RotationCrop -0.75 Images/Set5/wall Certainty 91.0029 NA Test_RotationCrop -0.5 Images/Set5/wall Certainty 90.6461 NA Test_RotationCrop -0.25 Images/Set5/wall Certainty 90.1855 NA Test_RotationCrop 0.25 Images/Set5/wall Certainty 90.2767 NA Test_RotationCrop 0.5 Images/Set5/wall Certainty 90.7274 NA Test_RotationCrop 0.75 Images/Set5/wall Certainty 91.1215 NA Test_RotationCrop 1 Images/Set5/wall Certainty 91.5913 NA Test_RotationCrop 2 Images/Set5/wall Certainty 92.8452 NA
--- Test_RotationScale -- Fri Nov 04 07.19.44 2011 --- Test_RotationScale -2 Images/Set5/wallCertainty 92.5033 15.8262 dB Test_RotationScale -1 Images/Set5/wallCertainty 91.5122 16.7807 dB Test_RotationScale -0.75 Images/Set5/wallCertainty 91.1467 17.2992 dB Test_RotationScale -0.5 Images/Set5/wallCertainty 90.7687 18.1208 dB Test_RotationScale -0.25 Images/Set5/wallCertainty 90.3436 20.4318 dB Test_RotationScale 0.25 Images/Set5/wallCertainty 90.4307 20.6524 dB Test_RotationScale 0.5 Images/Set5/wallCertainty 90.8631 18.3933 dB Test_RotationScale 0.75 Images/Set5/wallCertainty 91.2699 17.513 dB Test_RotationScale 1 Images/Set5/wallCertainty 91.6934 16.9387 dB Test_RotationScale 2 Images/Set5/wallCertainty 92.8995 15.794 dB ---
Test_Affine -- Fri Nov 04 07.19.47 2011 ---
Test_Affine 1 Images/Set5/wall Certainty 89.2829 NA