پایان نامه ارشد برق یک روش واترمارکینگ کور مقاوم با استفاده از چندی سازی فاصله بین ضرایب موجک گسسته

اختصاصی از هایدی پایان نامه ارشد برق یک روش واترمارکینگ کور مقاوم با استفاده از چندی سازی فاصله بین ضرایب موجک گسسته دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

با رشد فناوری دیجیتال طی دهه های گذشته، ارسال و ذخیره رسانه های الکترونیکی افزایش یافته است؛ چرا که نسخه برداری از داده ها بدون هیچ افت کیفیت و با هزین های بسیار اندک امکانپذیر شده است. بدین ترتیب بهره گیری از آثار دیجیتال بدون رعایت حق نشر، دستکاری اسناد و استفاده از اسناد جعلی ابعاد تازه تری یافته است. در این میان واترمارکینگ تصاویر دیجیتال می تواند به عنوان یک روش بسیار مناسب برای جلوگیری از مشکل حق کپی رایت به کار گرفته شود.

در ادامه مراحل کلی کار یک طرح واترمارکینگ کور مقاوم تصاویر دیجیتال با استفاده از تبدیل موجک گسسته اشاره می شود که از قسمت های مختلفی از جمله فرآیند درج واترمارک، فرآیند استخراج واترمارک، مورد ارزیابی قرار دادن کیفیت تصویر واترمارک شده با استفاده از نرخ حداکثر سیگنال به نویز PSNR، درستی و وجود واترمارک با استفاده از همبستگی یکنواخت NC و نتایج تجربی تشکیل شده است.

فرآیند درج واترمارک شامل بخش های تبدیل موجک گسسته، تعبیه واترمارک و عکس تبدیل موجک گسسته می باشد و فرآیند استخراج واترمارک علاوه بر تبدیل موجک گسسته از بخش آشکارسازی واترمارک تشکیل شده است. مقاوم بودن طرح واترمارکینگ در بخش نتایج تجربی مورد ارزیابی قرار می گیرد، بدین معنی که تصویر واترمارک شده را تحت حملاتی از قبیل فشرده سازی تصویر، نویز گوسی، نویز اضافی، چرخش، تعدیل هیستوگرام و غیره مورد آزمایش قرار داده و صحت درستی و وجود واترمارک را پس از این حملات از طریق همبستگی یکنواخت NC مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این پروژه سعی خواهد شد که طرح پیشنهادی در برابر این حملات مقاوم باشد. هدف از طرح پیشنهادی، حفاظت در برابر کپی رایت محصولات دیجیتال است واکثر محققان بر این باورند که واترمارکینگ این مشکل را به خوبی برطرف می کند. لذا ما در این پروژه سعی خواهیم کرد تا با استفاده از پردازش تصویر و تبدیل موجک گسسته به پیاده سازی این سیستم مقاوم اقدام شود.

فصل اول

مقدمه

از گذشته دور تا کنون بشر همواره به دنبال راهی جهت حفظ آثار خود از سوء استفاده و قرار دادن نام و نشانی از خود برروی آثارش بوده است. بر اساس همین میل به دنبال راه های مختلفی جهت رسیدن به مطلوب بوده که از آن جمله می توان به زدن مهر برروی آثار و یا امضاء و غیره اشاره نمود.

با رشد فناوری دیجیتال طی دهه های گذشته، ارسال و ذخیره رسانه های الکترونیکی افزایش یافته است؛ چرا که نسخه برداری از داده ها بدون هیچ افت کیفیت و با هزینه ای بسیار اندک امکان پذیر شده است. بدین ترتیب بهره گیری از آثار دیجیتال بدون رعایت حق نشر، دستکاری اسناد و استفاده از اسناد جعلی ابعاد تازه تری یافته است. استفاده از سیستم های رمزنگاری قدیمی این امکان را به وجود می آورند که تنها دارنده ی کلید بتواند متن رسانه ی رمز شده را مشاهده کند، ولی در چنین حالتی نیز پس از رمزگشایی داده ها، امکان استفاده غیرمجاز از آن وجود خواهد داشت. بنابراین روش های قدیمی رمزنگاری برای جلوگیری از استفاده ی غیر مجاز حملات بد اندیشانه کارایی لازم را نخواهند داشت. در این شرایط گنجاندن داده، به صورت غیرمحسوس، برای جلوگیری از استفاده های غیرمجاز از پتانسیل تجاری بالایی برخوردار است. برای غلبه بر این مشکل، واترمارکینگ دیجیتال مطرح شده است. واترمارکینگ (فیزیکی) که در زبان فارسی به چاپ سفید ترجمه شده است، طرحی است که علاوه بر طرح زمینه، به صورتی غیر محسوس بر روی اسناد کاغذی چاپ می شود و با کمک رنگ روشن تر و یا از راه در معرض نور قرار گرفتن قابل رؤیت می باشد.

واترمارکینگ عمل پنهان سازی یک سری اطلاعات در محدوده یک تصویر، صوت، ویدئو و یا هر سیستم رسانه ای دیگر در محیط کاری خودش است. به دلیل اینکه محافظت از حق کپی امروزه اهمیت زیادی پیدا کرده است اکثر محققان بر این باورند که این مشکل حق کپی را به خوبی برطرف می کند.

واترمارکینگ دیجیتال رابطه ی نزدیکی با نهان نگاری و پنهان سازی داده دارد، البته بسته به کاربردها که دارد، تفاوت هایی نیز مشاهده می شود. لذا در عین حال که می توان از مفاهیم مشابه در نهان نگاری برای ارزیابی الگوریتم های واترمارکینگ بهره گرفت، نباید از تفاوت هایی که در عمل بین آن ها وجود دارد، غافل بود.

1-1- پنهان سازی و نهان نگاری

در برخی موارد ممکن است به نظر برسد با رمزنگاری داده ها بتوان یک سطح امنیت مناسب برای آن ها فراهم ساخت، اما این شیوه عملا موجب تحریک مهاجمان می شود. حتی پیش از این نیز مخفی کردن متن بر رمز کردن آن ترجیح داده م یشد. برتری های پنهان نمودن داده بر رمزنگاری در کاربردهای امروزی نیز آشکار است؛ برای روشنی بیشتر تصور کنید که سفارتخانه ی یک کشور خارجی قصد دارد پیامی را به یک جاسوس ناشناس ارسال کند، در چنین حالتی اگر پیام را به صورت رمز درآورد، منابع اطلاعاتی به راحتی به هویت جاسوس پی می برند. یکی از مهم ترین شاخه های مخفی پنهان سازی، نهان نگاری می باشد. در حالی که هدف از رمزنگاری محافظت از داده می باشد، در نهان نگاری هدف به طور خاص مخفی کردن وجود آن هاست. در نها ننگاری داده، هدف ارسال یک پیام و اطلاعاتی تحت پوشش ارسال یک داده بی ضرر می باشد. در این جا هدف اصلی داده ای است که پنهان شده است و اطلاعات پوششی دارای اهمیت نمی باشد. برخلاف نهان نگاری در واترمارکینگ، دادهٔ گنجانده شده به دلیل اهمیت بالای سیگنال میزبان می باشد، که با اهداف متفاوتی نظیر حفظ حق نشر، درستی و تمامیت داده، ر هگیری مسیر انتشار و… انجام می شود. در واقع تفاوت اصلی این دو روش در سیگنال دارای ارزش می باشد که در نخستین مورد، پیام گنجانده شده و در دیگری خود میزبان است که دارای ارزش می باشد.

تعداد صفحه : 124

فهرست مطالب:

چکیده 1
فصل اول : مقدمه ............................................................................................................................... 2
-1 پنهان سازی و نهان نگاری .......................................................................................................................... 4 -1
-2 تاریخچه مختصری از واترمارکینگ ........................................................................................................ 5 -1
-3 اهداف مورد نظر پایان نامه ...................................................................................................................... 5 -1
فصل دوم : آشنایی با مفاهیم اولیه واترمارکینگ .............................................................................................. 7
-1 واترمارکینگ ...................................................................................................................................................... 8 -2
-2 دسته بندی از نظر میزان مقاومت واترمارک .............................................................................................. 8 -2
-1-2-2 واترمارکینگ مقاوم ................................................................................................................................ 9
-2-2-2 واترمارکینگ شکننده ........................................................................................................................... 9
-3-2-2 واترمارکینگ نیمه شکننده .................................................................................................................. 9
-3 محسوس یا نامحسوس بودن واترمارکینگ .............................................................................................. 10 -2
-1-3-2 واترمارکینگ محسوس ...................................................................................................................... 10
-2-3-2 واترمارکینگ نامحسوس .................................................................................................................... 10
-4 واترمارکینگ از نضر درج واترمارک در تصویر ......................................................................................... 10 -2
ز
-1-4-2 واترمارکینگ غیر وفقی ...................................................................................................................... 11
-2-4-2 واترمارکینگ وفقی ............................................................................................................................. 11
-5 واترمارکینگ از نظر میزان اطلاعات لازم جهت استخراج واترمارک ................................................... 11 -2
-1-5-2 واترمارکینگ عمومی .......................................................................................................................... 11
-2-5-2 واترمارکینگ خصوصی ....................................................................................................................... 12
-3-5-2 واترمارکینگ نیمه خصوصی ............................................................................................................. 12
-6 کاربردهای واترمارکینگ ............................................................................................................................... 12 -2
-1-6-2 اثبات مالکیت ....................................................................................................................................... 12
-2-6-2 ردیابی محصول .................................................................................................................................... 13
-3-6-2 نظارت بر پخش محصولات ............................................................................................................... 13
-4-6-2 تایید هویت ........................................................................................................................................... 14
-5-6-2 کنترل کپی برداری ............................................................................................................................. 14
-6-6-2 پنهان سازی داده و مخابرات مخفی ................................................................................................ 15
-7-6-2 محافظت از محتوا ............................................................................................................................... 15
-8-6-2 برچسب گذاری تصاویر ...................................................................................................................... 15
-9-6-2 امنیت مستندات طبی ........................................................................................................................ 16
-7 حوزه درج واترمارک ...................................................................................................................................... 16 -2
ح
-1-7-2 واترمارکینگ مبتنی بر تبدیل فوریه گسسته ............................................................................... 17
-2-7-2 واترمارکینگ مبتنی بر تبدیل کسینوس گسسته ........................................................................ 18
-3-7-2 واترمارکینگ مبتنی بر تبدیل موجک گسسته ............................................................................. 23
-4-7-2 حوزه های دیگر .................................................................................................................................... 23
-8 حملات واترمارکینگ .................................................................................................................................... 24 -2
-9 چارچوب کلی درج واترمارک در تصویر .................................................................................................... 24 -2
-10 شاخص های روش های واترمارکینگ ....................................................................................................... 26 -2
-1 سنجش کمی .................................................................................................................................... 27 -10-2
-2 سنجش کیفی ................................................................................................................................... 28 -10-2
به عنوان الگوریتم پایه .................................................................................................. 29 COX -11 الگوریتم -2
29 ...................................................................... COX -1 نحوه تعبیه و استخراج واترمارک در طرح -11-2
-12 آینده واترمارکینگ دیجیتال .................................................................................................................... 33 -2
-1 چالش های توسعه ............................................................................................................................. 33 -12-2
-2 موضوع استاندارد سازی واترمارکینگ ......................................................................................... 34 -12-2
-3 آینده تکنولوژی واترمارکینگ ........................................................................................................ 35 -12-2
فصل سوم : تبدیل موجک ....................................................................................................................................... 36
-1 تبدیل فوریه .................................................................................................................................................... 37 -3
ط
-1-1-3 آنالیز در حوزه فرکانس ...................................................................................................................... 38
-2 تبدیل فوریه زمان - کوتاه ............................................................................................................................ 42 -3
-3 آنالیز چند رزولوشنه ...................................................................................................................................... 46 -3
-4 تبدیل موجک یک بعدی .............................................................................................................................. 47 -3
-1-4-3 تبدیل موجک پیوسته ........................................................................................................................ 47
-2-4-3 رزولوشن در صفحه زمان فرکانس ................................................................................................... 50
-3-4-3 روابط ریاضی تبدیل موجک ............................................................................................................. 51
-4-4-3 عکس تبدیل موجک .......................................................................................................................... 53
-5-4-3 گسسته سازی تبدیل موجک پیوسته ............................................................................................ 54
-6-4-3 تبدیل موجک گسسته ....................................................................................................................... 56
-5 تبدیل موجک دو بعدی ................................................................................................................................ 59 -3
61 ........................................................................................................................................................ LIN -6 روش -3
-1-6-3 جاسازی واترمارک .............................................................................................................................. 62
-2-6-3 استخراج واترمارک .............................................................................................................................. 65
-3-6-3 نتایج تجربی ......................................................................................................................................... 67
فصل چهارم : الگوریتم پیشنهادی ..................................................................................................
71
ی
-1 مقدمه ............................................................................................................................................................... 72 -4
-2 فرآیند تعبیه واترمارک در تصویر دیجیتال .............................................................................................. 73 -4
-1-2-4 مرحله اول : تبدیل موجک گسسته ................................................................................................ 73
-2-2-4 مرحله دوم : پیش پردازش ............................................................................................................... 73
-3-2-4 مرحله سوم : درج واترمارک باینری ................................................................................................ 74
-4-2-4 فرآیند استخراج واترمارک ................................................................................................................. 76
فصل پنجم : شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی و بررسی نتایج تجربی .......................................... 81
-1 ارزیابی کیفیت تصاویر واترمارک شده و واترمارک استخراج شده ....................................................... 82 -5
-2 ارزیابی و مقاومت الگوریتم پیشنهادی در برابر حملات ......................................................................... 83 -5
85 .............................................................................................. JPEG -1-2-5 مقاومت در برابر فشرده سازی
-2-2-5 مقاومت در برابر فیلتر میانه گیر ....................................................................................................... 85
-3-2-5 مقاومت در برابر تعدیل هیستوگرام ................................................................................................ 88
-4-2-5 مقاومت در برابر برش تصاویر ........................................................................................................... 90
-5-2-5 مقاومت در برابر چرخش تصاویر ..................................................................................................... 91
-6-2-5 مقاومت در برابر نویز نمک و فلفل .................................................................................................. 91
-3 مقایسه الگوریتم پیشنهادی با روش های قبلی ........................................................................................ 93 -5
-4 بررسی الگوریتم پیشنهادی با واترمارک های مختلف ............................................................................. 95 -5
ک
-5 نتیجه گیری ..................................................................................................................................................... 97 -5
فصل ششم : نتایج و پیشنهادات ................................................................................................... 98
-1-6 نتایج رویکرد پیشنهادی ............................................................................................................................... 99
-2-6 پیشنهادات برای آینده ............................................................................................................................... 100
پیوست ها
منابع و مأخذ
فهرست منابع لاتین
کلمات اختصاری