Tìm hiểu phương pháp thủy vân số thuận nghịch và xây dựng ứng dụng

- Tìm hiểu phương pháp thủy vân số thuận nghịch và xây dựng ứng dụng.
- So sánh các phương pháp thủy vân trên miền không gian, miền tần số và thủy vân thuận nghịch (TVTN).
- Tuy nhiên, mục đích của thủy vân khác hoàn toàn so với mục đích của giấu tin mật và mã hóa.
- Phân tích các hướng ứng dụng quan trọng của thủy vân trong đời thường.
- Thủy vân số.
- Khuynh hướng thứ hai là thủy vân số (watermarking).
- Hai mục đích khác nhau của kỹ thuật giấu tin dẫn đến hai hướng kỹ thuật chủ yếu là giấu tin mật và thủy vân.
- Kỹ thuật thủy vân số.
- Lịch sử phƣơng pháp thủy vân số.
- Phương pháp thủy vân đầu tiền được thực hiện là thủy vân trên giấy.
- Thuật ngữ “thủy vân”.
- Năm 1988, Komatsu và Tominaga đã đưa ra thuật ngữ “thủy vân số” (Digital watermarking)..
- Vậy thủy vân số là quá trình sử dụng các thông tin (ảnh, chuỗi bít, chuỗi số) nhúng một cách tinh vi vào dữ liệu số (ảnh số, audio, video hay text) nhằm xác định thông tin bản quyền của tác phẩm số..
- Mục đích của thủy vân số là bảo vệ bản quyền cho phương tiện dữ liệu số mang thông tin thủy vân..
- Thủy vân hiện cho phép nhìn thấy thông tin đem nhúng vào dữ liệu.
- Hình 1.3: Ví dụ về thủy vân ẩn và thủy vân hiện 1.2.2.
- Mô hình thủy vân số.
- Nhúng thủy vân.
- Các tấn công trên thủy vân.
- Trích thủy vân.
- Thủy vân có thể được mã hóa để tăng cường tính bền vững.
- Các tính chất quan trọng của kỹ thuật thủy vân số.
- Tính bền vững: Chất lượng của thuật toán phụ thuộc vào tính bền vững của thủy vân.
- Hệ thống thủy vân số.
- Thủy vân mang thông tin bảo mật hoặc bản quyền về dữ liệu chứa..
- Khóa thủy vân được dùng cho cả phiên nhúng và phát hiện thủy vân.
- Khóa thủy vân là duy nhất với mỗi thủy vân.
- Điều đó nói lên rằng chỉ tác giả mới phát hiện ra được thủy vân.
- Tùy từng bộ nhúng thủy vân mà có các yêu cầu với khóa thủy vân..
- Quá trình nhúng thủy vân.
- Giai đoạn này gồm thông tin khóa thủy vân, thủy vân, dữ liệu chứa và bộ nhúng thủy vân..
- Bộ nhúng thủy vân là chương trình được cài đặt những thuật toán thủy vân và được thực hiện với một khóa bí mật..
- Thủy vân sẽ được nhúng vào trong dữ liệu chứa nhờ một bộ nhúng thủy vân.
- Do đó yêu cầu các kỹ thuật thủy vân số phải bền vững với cả nhiễu và sự tấn công trên..
- Quá trình trích thủy vân.
- Kết quả thu được là một thủy vân.
- Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống thủy vân số 1.2.5.
- Các hƣớng ứng dụng của thủy vân.
- Phân biệt giữa giấu tin và thủy vân.
- Nhưng về bản chất thì thủy vân và giấu tin có những nét khác ở một số điểm sau:.
- Chỉ tiêu quan trọng nhất của một thủy vân là tính bền vững, của giấu tin là dung lượng..
- Thủy vân có thể vô hình hoặc hữu hình trên vật mang còn giấu tin chỉ được vô hình..
- Bộ nhúng thủy vân.
- Thủy vân Dữ liệu số.
- Khóa thủy vân.
- Bộ tách thủy vân.
- Thủy vân Dữ liệu bản quyền.
- Thủy vân số thuận nghịch..
- Thủy vân là phương pháp nhúng thông tin vào một tín hiệu kỹ thuật số như âm thanh, hình ảnh, video.
- Hình 2.1: Mô hình thủy vân thuận nghịch.
- Thủy vân số trên miền không gian.
- Các thuật toán thủy vân trong miền không gian tập trung vào việc thay đổi trực tiếp trong miền điểm ảnh.
- Một số phép toán thường dùng khi thủy vân trên miền không gian:.
- Ảnh đã nhúng thủy vân.
- Ảnh gốc Trích thủy vân.
- Đây là thuật toán thủy vân dựa vào các bit ít quan trọng LSB.
- Thủy vân số trên miền tần số.
- Ghép ảnh Biến đổi IDCT IDIDCT Nhúng thủy vân.
- Ảnh đã nhúng thủy vân Các khối ảnh.
- Các khối đã nhúng thủy vân Thủy vân.
- Biến đổi DCT Tách các khối Ảnh đã nhúng thủy vân.
- Thủy vân.
- Kỹ thuật thủy vân trên miền DCT.
- Thủy vân trên miền DCT là một kỹ thuật được sử dụng phổ biến với nhiều thuật toán.
- (a)Quá trình nhúng thủy vân.
- (b)Quá trình tách thủy vân.
- Hình 2.8: Quy trình nhúng và tách thủy vân theo kỹ thủy vân trên miền DCT.
- Thuật toán trong bài viết tập trung vào kỹ thuật chọn miền tần số để giấu tin nhằm nâng cao tính bền vững của thủy vân..
- Các khối được chọn nhúng thủy vân là các khối sắc lớn..
- Thủy vân số trên miền Wavelet.
- Các thuật toán thủy vân trên miền DWT 2.4.2.1.
- Bài toán trên được giải quyết bằng phương pháp thủy vân số thuận nghịch.
- Hệ thống thủy vân tiến hành tạo và nhúng thủy vân cho chủ sở hữu.
- Hệ thống thủy vân sẽ tách thủy vân từ ảnh nghi ngờ này.
- Chức năng nhúng thủy vân.
- Vì thế thủy vân là ký tự thì lượng thông tin nhúng được sẽ rất nhiều..
- Ảnh thủy vân phải có kích thước nhỏ hơn nhiều so với ảnh gốc..
- Khi đó có 2 cách tạo thủy vân:.
- Chức năng trích thủy vân.
- Từ các khối ảnh (16x16) có thủy vân ta sẽ lấy ra được một số bit thủy vân.
- Với mục đích xác thực thông tin thì yêu cầu của hệ thống phải là thủy vân dễ vỡ.
- Với mục đích bảo vệ bản quyền thì yêu cầu của hệ thống phải là thủy vân bền vững.
- Kiểm tra tính bền vững của các thuật toán thủy vân.
- Kẻ vi phạm bản quyền có thể dùng các tấn công trái phép để làm biến đổi dấu thủy vân.
- Mở ảnh gốc: chọn mục "Open File” để mở một file ảnh cần nhúng thủy vân.
- Nhúng thủy vân: Chọn mục “Run” để bắt đầu quá trình nhúng.
- Ảnh đã nhúng thủy vân nằm bên phải cửa sổ ứng dụng.
- Bấm “Save” để lưu lại ảnh đã nhúng thủy vân..
- Hình 3.3: Giao diện ghi lại ảnh đã thủy vân.
- Chức năng tách thủy vân.
- Ảnh đã thủy vân sẽ hiện ra bên trái của cửa sổ ứng dụng..
- Hình 3.4: Giao diện mở ảnh đã thủy vân.
- Chọn “Run” để bắt đầu quá trình trích thủy vân.
- Bấm “Save” để lưu lại ảnh đã trích thủy vân..
- Hình 3.5: Giao diện ghi ảnh đã trích thủy vân.
- Như vậy ảnh thủy vân càng lớn (về dung lượng) thì thời gian trích thủy vân càng cao..
- Kỹ thuật thủy vân (watermarking) được nghiên cứu và được ứng dụng trong nhiều các lĩnh vực khác nhau.
- Thủy vân số có thể thực hiện ở nhiều môi trường khác nhau.
- Tính bền vững của thủy vân tỷ lệ nghịch với chất lượng ảnh sau khi nhúng..
- Với thủy vân bền vững, chương trình mới chỉ cài đặt thử nghiệm được một thuật toán trên miền DCT