THUẬT TOÁN WATERMARKING CHO VIDEO SỐ NÉN MPEG-2 VÀ ỨNG DỤNG

THUẬT TOÁN WATERMARKING CHO VIDEO SỐ NÉN MPEG-2 VÀ ỨNG DỤNG KS. ĐẶNG VĂN HIẾU ThS. CHU CÔNG CẨN Bộ môn Kỹ thuật Thông tin Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Sự phát triển của internet băng thông rộng đang thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của công nghệ đa truyền thông Multimedia. Các nguồn dữ liệu multimedia như âm thanh, hình ảnh, văn bản… có thể được truy cập và được phân phối nhanh hơn và rộng hơn. Xu thế này mang lại nhiều lợi ích cho người sở hữu các sản phẩm multimedia, nhưng cũng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THUẬT TOÁN WATERMARKING CHO VIDEO SỐ NÉN MPEG-2 VÀ ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN WATERMARKING CHO VIDEO SỐ NÉN MPEG-2 VÀ ỨNG DỤNG KS. ĐẶNG VĂN HIẾU ThS. CHU CÔNG CẨN Bộ môn Kỹ thuật Thông tin Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Sự phát triển của internet băng thông rộng đang thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của công nghệ đa truyền thông Multimedia. Các nguồn dữ liệu multimedia như âm thanh, hình ảnh, văn bản… có thể được truy cập và được phân phối nhanh hơn và rộng hơn. Xu thế này mang lại nhiều lợi ích cho người sở hữu các sản phẩm multimedia, nhưng cũng thách thức quyền sở hữu của chúng ta bởi vì hầu hết các dữ liệu multimedia được phân phối dưới các định dạng không bảo mật. Hiện nay, việc sao chép và phân phối lại bất hợp pháp các sản phẩm multimedia đang diễn ra liên tục không có kiểm soát. Khi ra pháp luật, để phân xử quyền sở hữu các sản phẩm multimedia là việc không dễ dàng nếu không có một cơ chế có thể đảm bảo tính toàn vẹn chân thực quyền tác giả. Trong bài báo này chúng tôi mô tả một phương pháp hiệu quả cho bảo vệ quyền trí tuệ và bản quyền tác giả cho các dữ liệu video nén MPEG-2, đó là thuật toán Watermarking thực hiện dấu một ảnh đơn sắc trên nền video số nén MPEG-2 trong miền DCT. Giải pháp Watermarking hiện hay ẩn đều có thể đạt được thông qua việc điều chỉnh một số tham số trong mô hình thuật toán này. Cuối cùng hiệu quả của phương pháp được đánh giá thông qua các kết quả mô phỏng trên máy tính. CT 2 Summary: The growth of the wideband internet has boosted the growth of multimedia technologies. The sources of multimedia data such as audio, video, image, text…are able to be accessed and distributed faster and more widely. This trend brings many benefits to the owners of multimedia products, but also many threats to our copyrights because almost all multimedia data has been distributed in insecure formats. These days, the illegal duplication and redistribution of multimedia products is taking place continuously without control. Legal judgements about copyrights on multimedia products will be not easy if we do not have an effective method of checking the integrity and accuracy of the copyright. In this paper, we describe an effective method for the copyright of compressed video data MPEG-2, which is a watermarking algorithm hiding a grey image inside MPEG-2 data in DCT domain. Visible watermarkings or invisible watermarkings can be achieved by adjusting some parameters in this model. Finally, the effectiveness of this method is evaluated by the results of computer simulations. I. ĐẶT VẤN ĐỀ MPEG (Moving Picture Expert Group) là một nhánh của ISO (International Standardization Organization) cho nén video/audio và các kỹ thuật liên quan trong các ứng dụng thương mại và công nghiệp. Các chuẩn nén nổi tiếng của MPEG là MPEG-1, MPEG-2, MPEG- 4. Các chuẩn mới như MPEG-9, MPEG-21 vẫn đang được phát triển. MPEG-1 được ứng dụng chính cho phân phối video với các đĩa nén video quang (VCD); MPEG-2 ứng dụng trong truyền hình độ phân giải cao HDTV quảng bá và phân phối movie/video chất lượng cao trong các đĩa video số (DVD). MPEG-4 là định dạng video có thể trao đổi luồng chính trên Internet bởi vì MPEG-4 có tốc độ nén cao và mềm dẻo hơn với tốc độ bit thấp. Các kỹ thuật chính liên quan đến các chuẩn MPEG là chuyển đổi không gian màu và tỷ lệ lấy mẫu màu, dự đoán và bù chuyển động dựa trên cơ sở khối, biến đổi cosin rời rạc (DCT), quét Zigzag và mã hóa thông tin entropy. Kỹ thuật Watermarking thực hiện nhúng dữ liệu mở rộng, được gọi là watermark, vào trong một bản tin. Tại phía thu, dữ liệu nhúng này có thể được nhận biết và tách lấy bằng một phương pháp thích hợp tương ứng. Việc phân loại watermarking có thể được xem xét theo nhiều khía cạnh, cụ thể là: nếu theo cảm nhận của con người thì nó được chia ra loại hiện và loại ẩn. Nếu theo độ mạnh của nó thì có thể chia ra loại mạnh và loại yếu. Theo các ứng dụng thì nó có thể là loại cơ sở nguồn hay đích. Theo loại tài liệu thì nó có thể là text, ảnh, âm thanh, video. Theo miền làm việc thì nó có thể là loại miền không gian hay miền tần số. Cả watermarking hiện và ẩn đều có thể được sử dụng cho bảo vệ bản quyền tác giả; thêm vào đó loại ẩn cũng hữu ích trong các ứng dụng bảo mật như chuyển đổi dấu và truyền thông tin mật. Loại watermarking mạnh có thể làm vô tác dụng các tấn công nhằm loại bỏ watermark. Một watermark có thể được nhúng vào trong text, hình ảnh, âm thanh hay video như dữ liệu thừa. Phụ thuộc vào các thuật toán nhúng mà các watermark có thể được giải tách chính xác như ban đầu hay không. II. KỸ THUẬT NÉN VIDEO MPEG-2 CT 2 Tất cả các chuẩn quốc tế hiện tại cho nén video như là MPEG-1,2,4, ITU-T H261, H263, H264 đều là các sơ đồ mã hóa lai [7]. Các sơ đồ này dựa trên các nguyên lý của dự đoán bù chuyển động và mã hóa chuyển đổi trên cơ sở khối. Trong phạm vi của bài báo sẽ giới thiệu chuẩn nén video MPEG-2 (hình 2.1). Hình 2.1. Mô hình sơ đồ khối bộ mã hóa MPEG-2 Các khung mã hóa Intra (các khung I) được phân chia thành các khối 8x8 pixels. Các khối này tiếp theo được nén sử dụng DCT, lượng tử hóa (Q), quét zig-zag, mã hóa Entropy (sử dụng kỹ thuật mã hóa có độ dài từ mã thay đổi VLC). Các khung mã hóa Inter (các khung B và P) ...