Header Page of 126 B GIO DC V O TO I HC NNG NGUYN QUí DANH NG DNG WATERMARK BO V D LIU TRONG H THNG GIM ST GIAO THễNG Chuyờn ngnh: K THUT IN T Mó s: 60.52.70 TểM TT LUN VN THC S K THUT Nng Nm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Cụng trỡnh c hon thnh ti I HC NNG Ngi hng dn khoa hc: TS NGễ VN S Phn bin 1: PGS TS Phm Vn Tun Phn bin 2: PGS TS Lờ Tin Thng Lun ó c bo v trc Hi ng chm Lun tt nghip Thc s K thut hp ti i hc Nng vo ngy 02 thỏng 06 nm 2013 Cú th tỡm hiu lun ti: - Trung tõm Thụng tin - Hc liu, i hc Nng Footer Page of 126 Header Page of 126 M U Lý chn ti Hin trờn th gii, ti cỏc nc tiờn tin, h thng camera giỏm sỏt giao thụng ó c ng dng vo thc t nhm gim ngun nhõn lc iu phi giao thụng v phỏt hin cỏc sai phm mt cỏch t ng Vic xõy dng mt h thng giỏm sỏt mng giao thụng t ng vi kh nng phõn tớch c cỏc li c bn ca ngi v phng tin tham gia giao thụng, a cỏc cnh bỏo v tỡnh trng giao thụng hin ti nh mt lu thụng trờn cỏc tuyn ng, thng kờ cỏc trng hp vi phm lut giao thụng ti cỏc thnh ph ln Vit Nam l rt cp bỏch Vỡ vy ti : ô ng dng watermark bo v d liu h thng giỏm sỏt giao thụng cú ý ngha v ng dng thc t, vi mong mun gúp phn xõy dng mt h thng c s d liu ti u phc v cho h thng mng giao thụng v nghiờn cu cỏc phng phỏp ỏnh du nh, video ng dng vo thc t h thng mng giỏm sỏt giao thụng Mc ớch nghiờn cu Nghiờn cu phng phỏp ỏnh du nh v video ng dng bo mt c s d liu ca h thng giỏm sỏt giao thụng nhm m bo tớnh xỏc thc ca nh v video i tng v phm vi nghiờn cu 3.1 i tng nghiờn cu - nh tnh v video thu nhn c t camera giao thụng - Cỏc phng phỏp bo mt v ỏnh du nh h thng lu tr 3.2 Phm vi nghiờn cu - Nghiờn cu lý thuyt v watermark nh s - Nghiờn cu lý thuyt v bin i wavelets Footer Page of 126 Header Page of 126 - Xõy dng gii thut watermark nh s DWT - Xõy dng gii thut watermark video - Vit chng trỡnh watermark dựng h thng giỏm sỏt giao thụng dựng watermark cho nh s v video DWT Phng phỏp nghiờn cu - Thu thp ti liu, phõn tớch v chn hng cho ti - So sỏnh, la chn phng ỏn ỏnh du nh - So sỏnh, la chn phng ỏn ỏnh du cho video - V thc nghim : Xõy dng thut toỏn v vit chng trỡnh thc hin ỏnh du nh v video trc lu tr Cu trỳc lun Ngoi phn m u, kt lun, lun gm chng: CHNG : TNG QUAN V WATERMARK CHNG : K THUT WATERMARK V NG DNG CHO NH S CHNG : K THUT WATERMARK V NG DNG CHO CHUN NẫN VIDEO MPEG-2 CHNG : THUT TON V CHNG TRèNH Tng quan ti liu nghiờn cu Ti liu nghiờn cu c tham kho l nhng bi bỏo, cỏc lun thc s t cỏc trng i hc ca cỏc quc gia khỏc trờn th gii, cựng vi cỏc trang web tỡm hiu Tt c cỏc phn mó ngun ny u tụi t thit k v xõy dng, ú cú s dng mt s th vin chun v cỏc thut toỏn c tỏc gi xut bn cụng khai v phớ trờn internet Footer Page of 126 Header Page of 126 CHNG TNG QUAN V WATERMARKING 1.1 NH NGHA Watermarking (thu võn, thu n) l k thut nhỳng mt biu tng vo nh mụi trng xỏc nh quyn s hu nh mụi trng, chng s gi mo v xuyờn tc thụng tin Kớch thc ca biu tng thng nh (t vi bit ti vi ngn bit) K thut ny cho phộp m bo nguyờn biu tng nh mụi trng b bin i bi cỏc phộp thao tỏc nh lc (filtering), nộn mt d liu (lossy compression), hay cỏc bin i hỡnh hc, Tuy nhiờn vic m bo nguyờn biu tng khụng k n cú s tn cụng da trờn vic hiu rừ thut toỏn v cú b gii mó tay Thụng tin giu l mt nh danh nht, vớ d nh danh ngi dựng thỡ ú ngi ta gi l Fingerprinting (nhn dng võn tay, im ch) K thut giu tin c ỏp dng cho cỏc loi d liu nh, audio, video Chc nng ca giu tin nh s khỏc tu theo cỏc hỡnh thc xõm phm d liu nh nh b vi phm bn quyn: ni dung ca nh ging vi ni dung nh bn quyn nhng chỳng c dựng vi mc ớch m tỏc gi khụng cho phộp bo v cỏc sn phm chng li cỏc hnh vi ly cp hoc lm nhỏi cn phi cú mt k thut "dỏn tem bn quyn" vo sn phm ny Vic dỏn tem hay chớnh l vic nhỳng thu võn cn phi m bo khụng li mt nh hng ln no n vic cm nhn sn phm Yờu cu k thut i vi ng dng ny l thu võn phi tn ti bn vng cựng vi sn phm, mun b thu võn ny m khụng c phộp ca ngi ch s hu thỡ ch cú cỏch l phỏ hu sn phm 1.2 LCH S WATERMARKING T xa xa, ngi ó bit cỏch giu cỏc thụng tin mt vo Footer Page of 126 Header Page of 126 mụi trng mang m khụng gõy c s chỳ ý v kh nng cm nhn ca ngi khỏc Mc khụng mu l phng tin hu hiu cho bo mt thụng tin mt thi gian di Ngi Romans c ó bit s dng nhng cht sn cú nh nc qu, nc tiu v sa vit cỏc thụng bỏo mt gia nhng hng t thụng thng Khi b h núng, nhng th mc khụng nhỡn thy ny tr nờn sm mu v cú th c d dng 1.3 Mễ HèNH CHUNG 1.3.1 B nhỳng Watermak thc hin giu tin cn xõy dng c cỏc th tc giu tin Cỏc th tc ny s thc hin nhỳng thụng tin cn giu vo mụi trng giu tin Cỏc th tc giu tin thng c thc hin vi mt khúa ging nh cỏc h mt mó tng tớnh bo mt Sau giu tin ta thu c i tng cha thụng tin giu v cú th phõn phi i tng ú trờn kờnh thụng tin gii mó thụng tin cn nhn c i tng cú cha thụng tin ó giu, s dng th tc gii mó cựng vi khúa ó dung quỏ trỡnh giu ly li thụng tin Giu thụng tin vo phng tin cha v tỏch ly thụng tin l hai quỏ trỡnh trỏi ngc v cú th mụ t qua s ca h thng nh hỡnh 1.1 ú: ã Thụng tin cn giu tu theo mc ớch ca ngi s dng, nú cú th l thụng ip (vi cỏc tin mt) hay cỏc logo, hỡnh nh bn quyn ã Phng tin cha: cỏc file nh, text, audio l mụi trng nhỳng tin ã B nhỳng thụng tin: l nhng chng trỡnh thc hin vic giu tin Footer Page of 126 Header Page of 126 ã u ra: l cỏc phng tin cha ó cú tin giu ú Thụng tin Phng tin cha(audio, nh, video) B nhỳng thụng tin Phng tin cha ó c giu tin Khúa giu Phõn phi Hỡnh 1.1 : Lc chung cho quỏ trỡnh giu tin 1.3.2 B dũ tỡm Watermark Thụng tin t cỏc phng tin cha din theo quy trỡnh ngc li vi u l cỏc thụng tin ó c giu vo phng tin cha Khúa giu tin Phng tin cha ó c giu tin B gii mó tin Phng tin cha (audio, nh, video) Thụng tin giu Kim nh Hỡnh 1.2: Lc chung cho quỏ trỡnh gii mó Hỡnh v 1.2 ch cỏc cụng vic gii mó thụng tin ó giu Sau nhn c i tng phng tin cha cú giu thụng tin, quỏ trỡnh gii mó c thc hin thụng qua mt b gii mó tng ng vi b nhỳng thụng tin cựng vi khoỏ ca quỏ trỡnh nhỳng Kt qu thu c gm phng tin cha gc v thụng tin ó giu Bc tip theo thụng tin ó giu s c x lý kim nh so sỏnh vi thụng tin ban u 1.4 PHN LOI 1.4.1 Phõn loi da trờn i tng giu tin a Giu tin nh Hin giu thụng tin nh l mt b phn chim t l Footer Page of 126 Header Page of 126 ln nht cỏc chng trỡnh ng dng giu tin bi lng thụng tin c trao i bng nh l rt ln v hn na giu thụng tin nh cng úng vai trũ ht sc quan trng nhn thc thụng tin, bo v bn quyn tỏc giChớnh vỡ th m ny nhn c s quan tõm rt ln ca cỏc cỏ nhõn, t chc, trng i hc v nhiu vin nghiờn cu trờn th gii Khi giu thụng tin nh, thụng tin s c giu cựng vi d liu nh nhng cht lng nh ớt thay i v gn nh nhỡn bỡnh thng vo nh ú chỳng ta khụng th phỏt hin rng ng sau nh l thụng tin c n ú Ngy nh s c s dng rt ph bin thỡ giu thụng tin nh l mt cụng ngh em li rt nhiu tỏc dng quan trng trờn nhiu lnh vc i sng xó hi b Giu tin audio Khỏc vi k thut giu thụng tin nh ph thuc vo h thng th giỏc thỡ k thut giu thụng tin audio li ph thuc vo h thng thớnh giỏc HAS Giu thụng tin audio ũi hi yờu cu rt cao v tớnh ng b v tớnh an ton ca thụng tin Cỏc phng phỏp giu thụng tin audio u li dng im yu h thng thớnh giỏc ca ngi c Giu tin video Cng nh giu tin nh hay audio giu tin video cng c quan tõm v c phỏt trin mnh m cho nhiu ng dng nh iu khin truy cp thụng tin, nhn thc thụng tin v bo v bn quyn tỏc gi K thut giu thụng tin video ỏp dng c nhng c im v th giỏc v thớnh giỏc ca ngi d Giu tin bn dng text Footer Page of 126 Header Page of 126 Giu tin bn dng text khú thc hin hn ú ớt cỏc thụng tin d tha, lm c iu ny ngi ta phi khộo lộo khai thỏc cỏc d tha t nhiờn ca ngụn ng Mt cỏch khỏc l tn dng cỏc nh dng bn (mó hoỏ thụng tin vo khong cỏch gia cỏc t hay cỏc dũng bn) K thut giu tin ang c ỏp dng cho nhiu loi i tng ch khụng riờng gỡ d liu a phng tin nh nh, audio, video Gn õy ó cú mt s nghiờn cu giu tin c s d liu quan h, cỏc gúi IP truyn trờn mng chc chn sau ny cũn tip tc phỏt trin tip cho cỏc mụi trng d liu s khỏc 1.4.2 Phõn loi theo cỏch thc tỏc ng lờn cỏc phng tin Phng phỏp chốn d liu: Phng phỏp ny tỡm cỏc v trớ file d b b qua v chốn d liu cn giu vo ú, cỏch giu ny khụng lm nh hng gỡ ti s th hin cỏc file d liu vớ d nh c giu sau cỏc ký t EOF Phng phỏp to cỏc phng tin cha: T cỏc thụng ip cn chuyn s to cỏc phng tin cha phc v cho vic truyn thụng tin ú, t phớa ngi nhn da trờn cỏc phng tin cha ny s tỏi to li cỏc thụng ip 1.4.3 Phõn loi theo cỏc mc ớch s dng - Giu thụng tin mt: õy l ng dng ph bin nht t trc n nay, i vi giu thụng tin mt ngi ta quan tõm ch yu ti cỏc mc tiờu: an ton, lng thụng tin v mt - Giu thụng tin thu võn: yờu cu bo v bn quyn, xỏc thc nờn giu tin thu võn cú yờu cu khỏc vi giu tin mt Yờu cu u tiờn l cỏc du hiu thu võn bn vng trc cỏc tn cụng vụ hỡnh hay c ý g b nú Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 Tu theo cỏc mc ớch khỏc nh bo v bn quyn, chng xuyờn tc ni dung, nhn thc thụng tin, thu võn cng cú cỏc yờu cu khỏc Theo s hỡnh 1.3, giu tin c chia thnh hai hng chớnh l giu tin mt v thy võn s Information hiding Giu thụng tin Steganography Giu tin mt Watermarking Robust Watermarking Thu võn bn vng Visible Watermarking Thu võn hin th Fragile Watermarking Thu võn d v Imperceptible Watermarking Thu võn n Hỡnh 1.3 : Phõn loi cỏc k thut giu tin 1.5 CC TIấU CH CN Cể CA MT WATERMARKING MNH M Tựy thuc vo tng ng dng, k thut watermarking cú nhng ũi hi khỏc Tuy nhiờn cú mt s yờu cu chung m m hu ht cỏc ng dng thc t phi t c 1.5.1 Tớnh bo mt Ging nh lnh vc mó húa, tớnh hiu qu ca mt thut toỏn khụng th da vo gi nh l cỏc k tn cụng khụng bit cỏch m watermark c nhỳng vo ti liu a phng tin Tuy nhiờn, gi nh ú li c dựng ỏnh giỏ an ton ca cỏc sn phm thng mi s dng watermarking cú giỏ tr trờn th trng Vỡ Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 10 phộp lc, nh li kớch thc, ci tin tng phn, phộp quay watermarking hu ớch, watermark phi dũ c c cỏc bin dng xy 1.5.7 Nhỳng nhiu watermark Cn phi cho phộp nhỳng mt hp cỏc watermark khỏc cựng mt nh bng cỏch cho mi watermark cú th dũ c bi ngi dựng c cp quyn c trng ny rt hu dng cỏc ng dng du võn tay, ú thuc tớnh tỏc quyn c truyn t ngi s hu tỏc phm n cỏc tỏc phm khỏc Hn na, chỳng ta cú th ngn chn ngi khỏc thc hin watermarking cho mt tỏc phm ó c úng du 1.5.8 Watermarking c c v dũ c Mt watermark m cú th dũ c nu ni dung ca nú c bit trc gi l mt watermark dũ c Ngc li, cỏc k thut cho phộp watermark c c ni dung ca nú b qua thỡ gi l watermark c c D nhiờn, tớnh cht c c v dũ c ca watermark nh hng nhiu n cỏch m nú c s dng cỏc ng dng thc t 1.5.9 Tớnh cú th thay i t l (scalability) Cỏc yờu cu tớnh toỏn rng buc mt watermark phi n gin, nhng s n gin ny cú th gim trm trng tớnh chu ng gi mo 1.6 CC NG DNG CA WATERMARKING Cỏc ng dng bao gm: ỉ Bo v quyn s hu (Copyright Protection) ỉ Nhn thc thụng tin v phỏt hin xuyờn tc thụng tin (authentication and tamper detection) ỉ Giu võn tay hay dỏn nhón (fingerprinting and labeling) ỉ iu khin truy cp (copy control) Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 11 ỉ Chng nhõn bn bt hp phỏp (Copy Protection) ỉ Theo dừi quỏ trỡnh s dng (Tracking) ỉ Chng gi mo (Tamper Proofing) ỉ Theo dừi truyn thụng (Broadcast Monitoring) ỉ Truyn tin mt (Concealed Communication) 1.6.1 Bo v quyn s hu õy l ng dng c bn nht ca k thut thu võn s Mt thụng tin no ú mang ý ngha quyn s hu tỏc gi (logo nhn dng) s c nhỳng vo cỏc sn phm, thu võn ú ch mt mỡnh ngi ch s hu hp phỏp cỏc sn phm ú cú v c dựng lm minh chng cho bn quyn sn phm bng cỏch dỏn tem lờn sn phm Vic ny cn phi m bo khụng li mt nh hng ln no n vic cm nhn sn phm Yờu cu k thut i vi ng dng ny l thu võn phi tn ti bn vng cựng vi sn phm, mun b thu võn ny m khụng c phộp ca ngi ch s hu thỡ ch cũn cỏch l phỏ hu sn phm 1.6.2 Nhn thc thụng tin v phỏt hin xuyờn tc thụng tin Thụng tin s c giu phng tin cha sau ú c s dng nhn bit xem d liu trờn phng tin gc ú cú b thay i hay khụng Trong cỏc ng dng thc t, ngi ta mong mun tỡm c v trớ b xuyờn tc cng nh phõn bit c cỏc thay i Yờu cu chung i vi ng dng ny l kh nng giu thụng tin cao v thu võn khụng cn bn vng 1.6.3 Giu võn tay hay dỏn nhón Thu võn nhng ng dng ny c s dng nhn din ngi gi hay ngi nhn ca mt thụng tin no ú Vớ d nh cỏc võn khỏc s c nhỳng vo cỏc bn copy khỏc ca thụng tin gc trc chuyn cho nhiu ngi Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 1.6.4 iu khin truy cp Cỏc thu võn nhng trng hp ny c s dng iu khin truy cp i vi cỏc thụng tin Cỏc thit b phỏt hin thu võn thng c gn sn vo cỏc h thng c ghi Vớ d nh h thng qun lớ chộp DVD ó c ng dng Nht Cỏc ng dng loi ny cng yờu cu thu võn phi c bo m an ton v cng s dng phng phỏp phỏt hin thu võn ó giu m khụng cn thụng tin gc 1.6.5 Chng nhõn bn bt hp phỏp Cỏc ng dng ó cp trờn hu ht cú tỏc dng sau cú ú lm sai Mó húa cng cú th dựng ci t cho ng dng dng ny Ti liu c mó húa vi mt khúa nht, nu khụng cú khúa thỡ khụng dựng c 1.6.6 Theo dừi quỏ trỡnh s dng Watermark lu li mt hay nhiu giao dch ó xy nhng ln chộp tỏc phm ó cú nhỳng watermark 1.6.7 Chng gi mo Digital watermark cú th c dựng chng s gi mo Nu cú bt c s thay i no v ni dung ca cỏc digital media thỡ watermark ny s b hu i Do ú rt khú lm gi cỏc digital media cú cha watermark 1.6.8 Theo dừi truyn thụng Cỏc cụng ty truyn thụng v qung cỏo cú th dựng k thut digital watermark qun lý xem cú bao nhiờu khỏch hng ó dựng dch v cung cp 1.6.9 Truyn tin mt Bi vỡ digital watermark l mt dng c bit ca vic che du d liu (steganography) nờn ngi ta cú th dựng truyn cỏc thụng tin mt Footer Page 14 of 126 13 Header Page 15 of 126 CHNG K THUT WATERMARK V NG DNG CHO NH S 2.1 TNG QUAN V WATERMARK CHO NH S Hin trờn th gii cú khong trờn 50 khuụn dng nh thụng dng nh: BITMAP, PNG, EMF, GIF, ICO, IMG, JNG, JPEG, Sau õy ta s tỡm hiu mt s nh dng nh hay 2.1.1 nh dng nh BMP Trong mỏy tớnh BMP cũn c bit n vi tờn Windows bitmap, l mt nh tin hỡnh nh ph bin 2.1.2 nh dng nh GIF nh GIF (Graphics Interchange Format) l mt nh dng tin hỡnh nh bitmap cho cỏc hỡnh nh dựng ớt hn 256 mu sc 2.1.3 nh dng nh TIFF õy l mt nh dng nh mu c thit k nhm lm nh bt cỏc liờn quan n vic m rng nh c nh 2.1.4 nh dng nh JPEG õy cng l mt nh dng nh ph bin c s dng, nhng c im ca loi nh ny l õy l loi nh nộn Tuy nhiờn nú c h tr trờn nhiu trỡnh duyt 2.1.5 nh dng nh PNG PNG (Portable Network Graphics) l nh dng hỡnh nh s dng phng phỏp nộn d liu mi - khụng lm mt i d liu gc nh dng nh PNG c cỏc nh thit k web coi nh mt la chn hng u, bi nhng tớnh nng mnh m ca nú: gim thiu dung lng: nh PNG cú dng lng nh, iu ny rt quan trng s dng PNG mụi trng web v cng chớnh l hng nghiờn cu ca lun Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 14 2.2 CC PHNG PHP NH DU WATERMARK CHO NH S 2.2.1 nh hng watermark cho nh s Hin cú nhiu hng tip cn phng phỏp watermark cho nh s nh ã Hng tip cn theo khụng gian nh (Spatial Domain): Nhúm k thut ny trung vo vic thay i trc tip lờn khụng gian cỏc im nh v s dng cỏc mụ hỡnh tri giỏc v phng phỏp hỡnh hc ã Hng tip cn theo tn s (Frequency Domain): õy l nhúm k thut s dng mt phng phỏp bin i trc giao no ú, chng hn Fourier ri rc, Cosine ri rc, hay Wavelet ri rc, chuyn khụng gian sang tn s theo k thut tri ph truyn thụng õy l k thut ph bin nht vi nhiu thut toỏn v c hn l mt phng phỏp tt gii quyt m bo hai thuc tớnh quan trng (tớnh n v tớnh bn vng) ca thy võn giu 2.2.2 K thut thy võn trờn khụng gian nh Watermark khụng gian tớn hiu c kho sỏt bng cỏch ri rc trc tip Cú hai phng phỏp in hỡnh l phng phỏp tỏch bit cú trng s ớt quan trng nht (LSB - Least Significant Bit) v phng phỏp s dng chui gi ngu nhiờn C hai phng phỏp ny u tỏc ng trc tip lờn khụng gian ca nh 2.2.3 K thut thy võn dựng phộp bin i DCT K thut watermark dựng phộp bin i DCT thng chia nh gc thnh cỏc khi, thc hin bin i DCT vi tng nh Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 15 gc c tn s thp, tn s gia v tn s cao ỡ DCT ( B1 ) + .DCT (W ) DCT ( B1 ) , với hệ số trừ giá trị DC DCT ( B1w ) = ợ DCT ( B1 ) , với giá trị DC Trong ú, B1w l tớn hiu ó c watermark ca B1 Phng phỏp bn vng di s thay i khỏc ca nh nờn k thut ny ỏp dng thit b xỏc nhn, chng li nộn JPEG 2.2.4 K thut thy võn dựng bin i Wavelet a Lý dựng phõn tớch wavelet Ta nhn thy rng cỏc c trng bin i wavelet l khỏ phự hp vi mt n vỡ nú trung c thi gian v tn s Bờn cnh ú bin i wavelet phự hp vi mụ hỡnh a kờnh ca h thng nhỡn ca ngi (HVS) b Watermark dựng phõn tớch wavelet K thut watermark c bn s dng phộp bin i DWT thng phõn tớch nh gc thnh bn bng tn s khỏc LL1, LH1, HL1, HH1 bng cỏch sp xp cỏc b lc bng to thờm c cỏc h s wavelet, bng LL1 li tip tc c phõn tớch tip Quỏ trỡnh ny c lp li cho n cú c kt qu mong mun nhm phự hp vi tng ng dng Sau ú nhỳng thụng tin watermark vo mt hoc mt s wavelet bng vi cỏc h s khỏc Quỏ trỡnh nhỳng sp xp trng s watermark vo cỏc h s wavelet cú biờn ln, ta dựng mt hai quan h theo hai phng trỡnh sau i vi cỏc h s ca nh gc y v y, ni cha watermark y '[ m, n ] = y [ m, n ] + .N [ m, n ] (*) hoc y '[ m, n ] = y [ m, n ] (1 + .N [ m, n ]) (**) Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 Gia (*) v (**) v mt toỏn hc khỏc nhng li cú cựng mc ớch l t nhiu trng s watermark c cng vo cỏc h s wavelet cú giỏ tr cao Cui cựng bin i wavelet ngc hai chiu to li nh ó nhỳng watermark y Quỏ trỡnh trớch Ti u cui ca kờnh truyn, mt b gii mó c dựng trớch thụng tin watermark t nh thu c Da trờn nh watermark xut, thut toỏn phỏt hin watermark bng cỏch so sỏnh cỏc h s DWT ca nh thu c so vi DWT ca nh gc (khụng nhỳng watermark) v kớch thc ca bn tin nhỳng c Watermarking dựng bin i Wavelets Trong phng phỏp ny nh gc l nh mu c tỏch thnh kờnh mu Lab, sau ú kờnh L c phõn tớch thnh cỏc h s wavelet Vi nh watermark, cỏc kờnh Lab c liờn kt thnh nh kờnh n chiu v cng c phõn tớch thnh cú h s wavelet vi cựng t l phõn tớch Cỏc h s watermark c cng vo cỏc h s ca nh gc tng ng vi cỏc bng Da trờn nh watermark xut, thut toỏn phỏt hin watermark bng cỏch so sỏnh cỏc h s DWT ca nh thu c so vi DWT ca nh gc (khụng watermark) 2.3 LU THUT TON WATERMARK I VI NH S Thut toỏn watermarking c thc hin bng ngụn ng Matlab 2.3.1 H thng giỏm sỏt giao thụng - H thng thu nhn nh bao gm cỏc camera, mỏy quay Footer Page 18 of 126 17 Header Page 19 of 126 - H thng phõn tớch x lý v cnh bỏo l cỏc mỏy tớnh s dng chng trỡnh c vit riờng cho h thng, tu theo cu hỡnh ca mỏy tớnh m cú th giỏm sỏt hoc nhiu camera - H thng lu tr c xõy dng nhm lu gi ton b cỏc sai phm v tỡnh trng giao thụng theo yờu cu ca ngi qun tr h thng 2.3.2 Lu gii thut í tng chung ca ti l trờn c s hỡnh nh thu nhn c t camera, sau c x lý, bt li vi phm thỡ c ỏnh du watermark Watermark õy bao gm c watermark hin v wartermark n a Quỏ trỡnh nhỳng watermark hin nh thu nhn t camera sau x lý vi phm Chốn thụng tin vi phm v thụng tin Lu tr b Quỏ trỡnh nhỳng watermark n nh gc Tỏch Lab, la chn thnh phn mu phự hp nh ó nhỳng watermark Thnh phn a,b DWT Mc bng Footer Page 19 of 126 Gp Lab IDWT La chn cỏc h s nhỳng Nhỳng Header Page 20 of 126 18 phn watermark n nh s khai thỏc c tớnh a phõn gii ca bin i wavelets thc hin nhỳng v trớch watermark V thc hin vi nh dng nh mu Trong lu gii thut nhỳng watermark, chui bit nhỳng l mt nh mu cú kớch thc m x n to mt chui bit nhỳng cú m*n giỏ tr nh gc s c bin i sang wavelet Sau ú, N h s ln nht bng tn c chn nhỳng s c cng vi watermark D liu sau cng s c bin i wavelets ngc v c lm trũn giỏ tr theo nh dng pixel nh to nh sau watermarking c Quỏ trỡnh trớch watermark Trong lu gii thut trớch watermark, nh sau watermark (cú th b tn cụng hoc khụng) c bin i sang wavelets, xỏc nh li v trớ ca N h s ln nht bng tn c chn nhỳng ca nh gc, sau ú a qua b tr trớch watermark nh sau watermark 2.3.3 Cỏc bc thc hin Da vo lu gii thut, vit chng trỡnh mụ phng nhỳng v trớch watermark bng ngụn ng Matlab vi i tng nhỳng l nh mu Kho sỏt quỏ trỡnh watermark iu kin lý tng (ngha l cha b tn cụng) Footer Page 20 of 126 19 Header Page 21 of 126 CHNG K THUT WATERMARK V NG DNG CHO CHUN NẫN MPEG- 3.1 TNG QUAN V WATERMARK CHO VIDEO í tng chung ca watermark l nhỳng mt vi d liu m rng vo mt tin video Cú phng phỏp c s dng watermark cho video l watermark cỏc khung hỡnh trc trc xp thnh chui video v watermark lỳc xp chui video Cỏc khung video Nộn video Watermark Lung video a Watermark Cỏc khung video Lung video Nộn video b Hỡnh 3.1: Watermark trc nộn (a) v nộn (b) thnh chun video 3.2 CC CHUN NẫN VIDEO Video hay cũn gi l chui nh (Image Sequence) tng trng cho thụng tin hỡnh nh ú l mt chui cỏc hỡnh nh truyn liờn tc theo thi gian S = f(x,y,t) Trong ú: x, y ẻ R: l ta ca im nh (thụng tin v khụng gian) t ẻ R: thụng tin v thi gian Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 20 3.2.1 Khỏi nim v video tun t ã Tớn hiu video tun t c xem l tớn hiu in chiu theo thi gian f(t) v c ly mu theo chiu dc Vic ly mu theo chu k ny gi l quột (scanning) Cỏc phng phỏp quột thng s dng nht l quột liờn tc (Progressive Scanning) v quột xen k (Interlace Scanning) ã Cỏc chun video tng t: NTCS, PALL 3.2.2 Khỏi nim v video s ã Tớn hiu video s: c lu tr di dng s Do ú chỳng c ly mu v lng t húa ã Cỏc chun video s: H261, H262, Mpeg 2, Mpeg4 3.2.3 Tng quan cỏc chun nộn video s 3.2.4 Dũng H.26x a Chun H.261 b Chun H.263 c Chun H.264/AVC 3.2.5 Dũng MPEG a Chun MPEG b Chun MPEG MPEG-2 cũn c gi l ISO/IEC13818, c m rng da trờn chun MPEG-1 phc v vic nộn d liu video Cỏc ng dng s dng MPEG2 bao gm truyn hỡnh k thut s (SDTV), truyn hỡnh theo yờu cu (VOD) v a DVD c Chun MPEG u im ln nht ca MPEG-4 l vic lu tr v x lý d liu õm v hỡnh nh trờn c s hng i tng, iu ny lm Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 tng kh nng tng tỏc v hiu chnh cho cỏc chng trỡnh truyn hỡnh cng nh cỏc ng dng a phng tin 3.3 CHUN NẫN MPEG-2 Chun MPEG l mt chun thụng dng ó c s dng rng rói hn mt thp k qua v c ỏp dng rng rói truyn hỡnh k thut s Tuy nhiờn, kớch thc file ln so vi nhng chun mi xut hin gn õy, v cú th gõy khú khn cho vic truyn d liu 3.4 LA CHN PHNG PHP THC HIN Vi d liu u vo quỏ ln nờn vic thc hin watermark cho ton b file video l khụng cn thit v chim nhiu ti nguyờn h thng nờn tỏc gi xut ch watermark n i vi cỏc frame cú thụng s c bit nh s th t frame chia ht cho Nh vy lng tớnh toỏn c gim i ln v to mt khoỏ c bit dựng nhn dng watermark Bờn cnh ú, cỏc frame c ỏnh du nhón nhm th hin bn quyn tỏc gi i vi file video 3.4.1 Tng hp cỏc khung hỡnh Cỏc khung hỡnh tng t c tng hp t thit b thu nhn hỡnh nh (camera t ti cỏc v trớ cn thu) hoc t file video sau qua x lý sai phm c ly mu vi tc khung hỡnh n nh l 30fps nhm mc ớch n nh cho u nộn video Vic tớnh toỏn s lng khung hỡnh nhm cp phỏt dung lng b nh m cho h thng nhm mc ớch chuyn v ỳng nh dng ca bi toỏn yờu cu Nh vy sau quỏ trỡnh x lý u vo ta ó cú nh tnh cn c watermark 3.4.2 Thc hin watermark cho tng nh Cỏc nh tnh c thc hin watermark trc a vo Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 22 nộn video Cỏc bc thc hin watermark c thc hin nh chng õy s dng phng phỏp watermark hin nhm th hin bn quyn tỏc gi i vi file video Khi ú, mi khung hỡnh c ký hiu l C v watermark c ký hiu l W thỡ: CW(i ,j)= C(i,j) + W(m,n) 3.4.3 Thc hin nộn video Cỏc nh tnh sau c watermark s c a vo nộn video theo chun nộn mpeg-2 õy ch thc hin nộn hỡnh nh thu nhn c nờn lun ny khụng mụ t n phn õm ca chun nộn 3.4.4 Kt qu Vi ngun thu trc tip t camera, vic wartermark cho tng khung video c thc hin gn nh tc thi Cỏc khung hỡnh c watermark hin c th hin nh hỡnh bng cỏch cng thờm mt lp th hin hỡnh nh chng lp lờn hỡnh chớnh Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 CHNG THUT TON V CHNG TRèNH Chng trỡnh c vit bng ngụn ng Matlab s dng cỏc hm bin i walet nhm thc hin watermark cho nh v video Vi cỏc u vo ó c cung cp t h thng x lý v phỏt hin sai phm Chng trỡnh ó tho c cỏc tiờu nhm bo v d liu h thng giỏm sỏt giao thụng, xỏc nh bn quyn ca tỏc gi i vi ngun s hu trớ tu Giao din chớnh ca chng trỡnh nh hỡnh: Giao din chớnh Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 KT LUN V HNG PHT TRIN KT LUN Nhiu phng phỏp giu thụng tin ó v ang c nghiờn cu, mi phng phỏp cú nhng u im, nhc im v cỏc ng dng khỏc Phng phỏp s dng cỏc bớt trng s nh n gin nhiờn thụng tin giu khụng bn vng trc nhiu hỡnh thc tn cụng Phng phỏp s dng cỏc h s bin i (chng hn bin i t khụng gian sang tn s nh DFT, DCT, hay wavelets, ) núi chung cú tớnh bn vng cao, nhiờn khỏ phc ci t Ni dung lun ó cp n phng phỏp watermark bin i wavelets cho c nh dng nh s v video Sau thi gian thc hin, lun t ó hon thnh cỏc cụng vic sau: - Nghiờn cu cỏc phng phỏp, nguyờn lý v k thut watermark cho nh s - Nghiờn cu k thut bin i wavelets ri rc, k thut nhỳng v trớch watermark DWT - Tỡm hiu cỏc chun video khụng nộn - Tỡm hiu cỏc k thut nhỳng, trớch watermark cho cỏc nh dng AVI cú nộn v khụng nộn - Phn thc nghim, ó xõy dng cỏc thut toỏn v s dng phn mm mụ phng Matlab vit chng trỡnh thc hin nhỳng v trớch watermark cho nh s v video HNG PHT TRIN Vic thc hin thnh cụng nhỳng, trớch watermark DWT m nhiu hng nghiờn cu mi tip theo: - Vic thc hin nhỳng, trớch d liu mi c thc hin cỏc nh dng nh tnh v video, nờn cú th tip tc nghiờn cu cho cỏc nh dng audio v cỏc nh dng khỏc - Nghiờn cu, xõy dng cỏc phng phỏp watermark khỏc Footer Page 26 of 126 ... cng vi watermark D liu sau cng s c bin i wavelets ngc v c lm trũn giỏ tr theo nh dng pixel nh to nh sau watermarking c Quỏ trỡnh trớch watermark Trong lu gii thut trớch watermark, nh sau watermark. .. thụng tin Steganography Giu tin mt Watermarking Robust Watermarking Thu võn bn vng Visible Watermarking Thu võn hin th Fragile Watermarking Thu võn d v Imperceptible Watermarking Thu võn n Hỡnh 1.3... phn, phộp quay watermarking hu ớch, watermark phi dũ c c cỏc bin dng xy 1.5.7 Nhỳng nhiu watermark Cn phi cho phộp nhỳng mt hp cỏc watermark khỏc cựng mt nh bng cỏch cho mi watermark cú th dũ