واترمارکینگ تصویر در حوزه تبدیل پارامتریک اسلنت- هادامارد
Abstract
رشد و توسعه ی محصولات دیجیتالی با مشکلاتی از قبیل کپی برداری غیرمجاز، توزیع غیرقانونی و جعل همراه بوده است. برای حل این مشکل، راه حل های متفاوتی از جمله رمزنگاری و واترمارکینگ پیشنهاد شده است که در سال های اخیر، سیستم های واترمارکینگ مورد توجه فراوان قرار گرفته اند. در سیستم های واترمارکینگ دیجیتالی با درج یک علامت به نام واترمارک در محصول دیجیتالی از آن محصول محافظت می شود. در هر کاربرد، ویژگی های مخصوص به آن کاربرد مورد نیاز می باشد، اما داشتن شفافیت و مقاومت و ظرفیت در کاربردها مورد نیاز می باشد. شفافیت و مقاومت و ظرفیت در اکثر سیستم های واترمارکینگ در تضاد با یکدیگر می باشند و دارا بودن هم زمان این سه ویژگی از نقاط برجسته ی تکنیک های واترمارکینگ می باشد. در تحقیقات اخیر تلاش های زیادی برای تامین توام این ویژگی ها، با تعیین محل درج واترمارک و تعیین قوت واترمارک، صورت گرفته است. نکته ی قابل توجه این است که در بعضی از این کاربردها، تامین هم زمان این ویژگی ها با داشتن دو درجه ی آزادی، یعنی محل درج واترمارک و قوت واترمارک، امکان پذیر نیست. در این پایان نامه از یک روش حوزه ی فرکانس مبتنی بر تبدیل پارامتریک اسلنت- هادامارد برای واترمارکینگ تصاویر دیجیتالی استفاده می شود. وجه تمایز تبدیل پارامتریک اسلنت- هادامارد نسبت به دیگر تبدیل ها، وجود پارامترهای این تبدیل می باشد که با تغییر مناسب این پارامترها، می توان ویژگی های سیستم واترمارکینگ را به طور هم زمان بهبود بخشید. در این تحقیق، از الگوریتم ژنتیک برای یافتن پارامترهای تبدیل جهت تامین هم زمان ویژگی های شفافیت و مقاومت و ظرفیت استفاده می شود. لازم به ذکر است در کاربردهای زمان حقیقی از این سیستم پیشنهادی، به دلیل زمان بر بودن الگوریتم ژنتیک استفاده نمی شود. درج واترمارک در حوزه ی فرکانس بدون وابستگی به محتوای تصویر میزبان باعث کاهش شفافیت سیستم واترمارکینگ می شود. لذا در این تحقیق یک مدل جدید، برای درج واترمارک به گونه ای که وابسته به محتوای تصویر میزبان باشد، ارائه می شود. علاوه بر این، چون در اکثر سیستم های واترمارکینگ کاربر نهایی انسان می باشد، استفاده از ویژگی های سیستم بینایی انسان در طراحی سیستم واترمارکینگ، باعث افزایش کارایی سیستم واترمارکینگ می شود. لذا در سیستم واترمارکینگ پیشنهادی پس از درج واترمارک، به عنوان یک عمل پس پردازش، با استفاده از یک سیستم فازی مبتنی بر ویژگی های سیستم بینایی انسان، شفافیت سیستم واترمارکینگ بهبود داده می شود. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد در اثر این عمل پس پردازش در کاربردهای تایید، کارآیی آشکارساز واترمارک اندکی کاهش می یابد که برای جبران کاهش کارآیی می توان قوت واترمارک را بدون کاهش شفافیت افزایش داد. همچنین نتایج آزمایش ها در کاربرد انتقال کد نشان می دهد این عمل پس پردازش تعداد بیت های صحیح استخراج شده را کاهش ی دهد ولی نتایج نشان می دهد واترمارک استخراجی از نظر بصری قابل تشخیص می باشد. در بخش ارزیابی، جای وجود یک سیستم رتبه بندی تکینک های واترمارکینگ خالی است. بنابراین در این پایان نامه، در بین روش های ارزیابی سیستم ها، از سیستم ارزیابی مبتنی بر آنتروپی جهت رتبه بندی تبدیل های مختلف در واترمارکینگ تصویر استفاده می شود که علاوه بر ارزیابی و مقایسه تکنیک های مختلف واترمارکینگ در حوزه تبدیل، می تواند در بهبود روش های موجود مورد استفاده قرار گیرد. نتایج حاصل از این رتبه بندی نشان می دهد تبدیل پارامتریک اسلنت- هادامارد با استفاده از پارامترهای محاسبه شده توسط الگوریتم ژنتیک از جایگاه ممتازی برخوردار است.