Phương pháp nhúng thủy vân thích nghi sử dụng kỹ thuật Total Variation

Bài viết này đề xuất phương pháp nhúng thủy vân dựa trên giá trị ngưỡng cảm nhận sự khác biệt (Just Noticeable Difference - JND) mức xám của hệ thống thị giác. Quá trình nhúng dữ liệu sẽ được thực hiện thích nghi với tính chất của vùng ảnh, sao cho mức độ thay đổi của các điểm ảnh sau khi nhúng luôn thấp hơn ngưỡng cảm nhận.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp nhúng thủy vân thích nghi sử dụng kỹ thuật Total Variation TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN SAIGON UNIVERSITY TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY Số 61 (01/2019) No. 61 (01/2019) Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: https://tapchikhoahoc.sgu.edu.vn PHƯƠNG PHÁP NHÚNG THỦY VÂN THÍCH NGHI SỬ DỤNG KỸ THUẬT TOTAL VARIATION An adaptive watermarking method based on Total Variation technique TS. Nguyễn Thanh Bình(1), ThS. Nguyễn Nhật Tiến(2) Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông (1) (2)TrườngĐại học Sài Gòn Tóm tắt Hiện nay, việc sao chép bất hợp pháp các sản phẩm đa phương tiện diễn ra khá phổ biến. Do đó, công nghệ bảo vệ bản quyền và xác thực quyền sở hữu trí tuệ đang được quan tâm đặc biệt và cũng là mục tiêu nghiên cứu của nhiều tổ chức khoa học. Một trong những kỹ thuật tiên tiến cho phép thực hiện nhúng thông tin bản quyền vào dữ liệu đa phương tiện lưu dưới dạng số là kỹ thuật thủy vân. Kỹ thuật này cho phép nhúng thông tin dấu thủy vân vào các tín hiệu âm thanh, hình ảnh, vide, v.v., mà không ảnh hưởng đến chất lượng và đảm bảo độ bền vững cao của tín hiệu trong trường hợp nó chịu ảnh hưởng của các tác động bên ngoài. Bài viết này đề xuất phương pháp nhúng thủy vân dựa trên giá trị ngưỡng cảm nhận sự khác biệt (Just Noticeable Difference - JND) mức xám của hệ thống thị giác. Quá trình nhúng dữ liệu sẽ được thực hiện thích nghi với tính chất của vùng ảnh, sao cho mức độ thay đổi của các điểm ảnh sau khi nhúng luôn thấp hơn ngưỡng cảm nhận. Khi đó, mức độ trong suốt của phương pháp nhúng thủy vân sẽ được cải thiện. Trong phương pháp được đề xuất, chúng tôi sử dụng kỹ thuật Total Variation để phân tích ảnh và từ đó áp dụng các kỹ thuật nhúng phù hợp nhằm giảm thiểu mức độ biến dạng của ảnh sau khi nhúng. Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp này cho phép cải thiện độ trong suốt so với các phương pháp nhúng truyền thống khác. Từ khóa: an toàn dữ liệu, hệ thống thông tin, kỹ thuật thủy vân số, Total Variation. Abstract Currently, illegal copying of multimedia products is quite common. Therefore, technology to protect copyright and authenticate intellectual property rights are of particular interest and is also the research goal of many scientific organizations. One of the advanced techniques that allow embedding copyright information into multimedia data saved in digital form is the watermark technique. Watermark technology embeds transparency information into audio, image, videowithout affecting the quality of the signal as well as ensuring high reliability in case of signal resistance effects of external impacts. In this paper, we propose a watermark method based on the perceived difference threshold, namely Just Noticeable Difference (JND), gray level of the vision system. The data embedding process will be adapted to the properties of the image area based on the changes of the embedded pixels that are always below the sensible threshold. Therefore, the transparent level of the watermarking method will be improved. By the embedding watermark method proposed, we will use the Total Variation technique to analyze images and thereby apply appropriate embedding techniques to reduce the deformation of the image after being embedded. The simulation results show that the proposed embedding watermark method allows to improving transparency compared to other traditional embedding methods. Keywords: data safety, information system, hydrographic techniques number, Total Variation. Email: thanhbinh68@gmail.com 15 SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 61 (01/2019) 1. Giới thiệu chung cảm nhận sự khác biệt JND khác nhau Các kỹ thuật nhúng thủy vân số được nhằm hướng tới làm tăng độ trong suốt của coi là một giải pháp có hiệu quả nhằm ngăn dấu thủy vân trong ảnh [8,12]. Trong [1] đề chặn nạn sao chép lậu dữ liệu số đang rất xuất phương pháp nhúng thủy vân với phổ biến hiện nay. Các yếu tố quan trọng model JND bao gồm ba ngưỡng cảm nhận nhất cần cân nhắc khi lựa chọn phương theo tần số, độ chói và độ tương phản. pháp dùng các kỹ thuật này là mức độ biến Model JND trong trường hợp này được dạng của hình ảnh sau khi nhúng (độ trong trích xuất từ không gian biến đổi DWT. Để suốt) và tính bền vững của dấu thủy vân tăng cường chất lượng nhúng thủy vân, tác khi ảnh nhúng bị thay đổi bởi các tác động giả bài báo [3] đề xuất phương pháp nhúng bên ngoài. thích nghi theo hướng biên của các chi tiết Có nhiều phương pháp nhúng thủy vân trong vùng ảnh. Trong nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và công bố. Thông tin nhúng thủy vân thích nghi, hướng biên hay thủy vân có thể được nhúng trực tiếp trong các tính chất đặc biệt khác của vùng ảnh không gian ảnh hoặc nhúng vào các miền thường được dùng để điều khiển quá trình biến đổi. Cách nhúng trong không gian ảnh nhúng. Hướng biên của vùng ảnh có thể tiêu biểu là phương pháp nhúng trực tiếp được xác định khá chính xác dựa trên kỹ giá trị bít dấu thủy vân vào bít có trọng số thuật Total Variation [5,7,9,11]. Các nhỏ nhất trong từ mã độ chói của các điểm phương pháp nhúng thủy vân dựa trên cảm ảnh (phương pháp Least Significant Bit – nhận chủ quan của người quan sát kết hợp LSB) [2]. Các phương pháp nhúng trong với việc nhúng thích nghi theo tính chất không gian ảnh có ưu điểm là thực hiện ...