3.1 Tổng quan về các thuật toán nhúng Watermark trên ảnh màu
Hầu hết các nghiên cứu trên lĩnh vực Watermarking tập trung thảo luận cách thực hiện trên ảnh xám, phần mở rộng các thuật toán đó trên ảnh màu thường được bỏ ngỏ và gợi ý thực hiện trên một số kênh đặc biệt nào đó. Một cách phổ biến nhất là nhúng Watermark vào kênh độ chói của ảnh.
Cho trước một ảnh màu theo hệ màu RGB, các kênh màu theo hệ màu YUV có thể thu được bằng công thức:
Y = cRR + cGG + cBB (3-1)
U = B - Y = -cRR - cGG + (1 - cB)B (3-2) V = R - Y = (1 - cR)R - cGG - cBB (3-3)
Trong đó các giá trị hệ số cR, cG, cB phụ thuộc vào không gian màu được chọn để hiển thị các màu, thông dụng nhất là bộ hệ số cR = 0.299, cG=0.387, cB = 0.114. Sau đó thành phần độ chói Y được nhúng Watermark. Ảnh Y được xem như là ảnh xám, và một thuật toán Watermarking cổ điển có thể được dùng để thu được ảnh độ chói được nhúng Yx. Cuối cùng, các ảnh Rx, Gx, Bx, được tính toán bằng biến đổi ngược:
Rx = Yx + V (3-4) Bx = Yx + U (3-5)
Gx = (Yx - cR(Yx + V) - cB(Yx + U))/cG (3-6)
Một trong các tiếp cận nâng cao là thuật toán của Fleet và Heeger, các tác giả đã đề xuất nhúng Watermark vào kênh vàng-xanh của cách hiển thị ảnh màu dưới dạng hệ màu đối lập. Ảnh được nhúng các tín hiệu dạng sin điều biến khuếch đại. Giá trị tổng các tín hiệu dạng sin, S(x,y), được thêm vào kênh vàng- xanh trong cách hiển thị ảnh màu dưới dạng hệ màu đối lập. Tính hiệu S(x,y) được nhúng đệ qui: ở mỗi vòng lặp, thuật toán tính sự khác nhau về màu giữa ảnh được nhúng và ảnh không được nhúng, sau đó, tín hiệu khuếch đại được làm yếu đi ở những chỗ có sự khác nhau quá cao, kết quả thu được một Watermark. Để ước lượng tốt hơn tính khả kiến của Watermark, việc tính toán sự khác nhau về màu được thực hiện trong không gian S- CIELB, không gian này giúp thực hiện tốt hơn mô hình hóa sự cảm nhận thay đổi màu như phán đoán của một người quan sát chuẩn.Ở bước dò, bộ giải mã có thể trích tín hiệu sin được nhúng, bởi chúng được nhúng trong miền tần số trong đó hầu hết ảnh có
ít năng lượng trong băng tần vàng - xanh da trời. Kutter trình bày cách nhúng Watermark bằng cách sửa đổi một tập các giá trị điểm ảnh có chọn lọc trong kênh xanh da trời dựa trên điều biến khuếch đại. Tuy nhiên, hệ số tương quan giữa các kênh màu bị bỏ qua trong pha nhúng và trích Watermark. Nhược điểm này đã được A.Piva khắc phục: Bằng cách khảo sát các đặc tính của hệ thống cảm quan của người (HVS) và sự tương quan của các kênh ảnh RGB, hệ thống của ông đã nhúng watemark tốt hơn vào ảnh và kết quả trích ra cũng rất đáng tin cậy. Phương pháp nhúng riêng biệt trên mỗi tần màu được đề nghị, tác giả đề nghị một thuật toán dựa trên dò lý thuyết thống kế trong đó Watermark là một mẫu S nhị phân với kích thước bằng với kích thước ảnh, và trong mẫu đó số lượng số 0 bằng với số lượng số 1. Mức cường độ của tập A các điểm ảnh ứng với các số 1 được chỉnh sửa bằng cách thêm vào nó một khoảng k, trong khi các điểm ảnh B ứng với các số 0 thì được giữ nguyên. Quá trình dò so sánh giá trị điểm ảnh trung bình trong A với B: nếu sự khác nhau của các giá trị nàu lớn hơn một ngưỡng tùy trường hợp, bộ dò sẽ quyết định có Watermark hay không. N. Nikolaidis và I. Pitas đã đề xuất một kỹ thuật mở rộng kỹ thuật trên được mở rộng cho ảnh màu bằng cách phát sinh các mẫu SR, SG, SB mỗi kênh một dãy, và bằng các áp dụng thuật toán cho mỗi kênh. Trong quá trình dò, kiểm tra thống kê được sử dụng trong ảnh xám cũng được thực hiện bằng cách xem xét hội của các tập hợp AR, AG, AB và BR, BG, BB (ứng với các tập A và B lần lượt trên các ảnh R, G, B) sao cho số lượng mẫu gấp ba lần số lượng mẫu trong trường hợp ảnh xám.