دانلود شبیه سازی مقاله نهان نگاری تصاویر دیجیتالی مبتنی بر روش DWT-DCT

واترمارکینگ با روش DWT-DCT

توسعه سریع اینترنت در سالهای اخیر، ایجاد، کپی، انتقال و توزیع داده های دیجیتال را آسان ساخته است. در نتیجه، باعث بوجود آمدن تقاضای شدید برای روش های مطمئن و ایمن حمایت از کپی رایت برای داده های دیجیتال شده است. واترمارکینگ یا نهان نگاری دیجیتال، به عنوان یک راهکار معتبر برای این مسئله پیشنهاد شده است. هدف واترمارک، گنجاندن اطلاعات اضافه در مورد داده های دیجیتال، بدون تغییر دادن ظاهری به آنها می باشد. واترمارک برای اینکه موفقیت آمیز باشد، باید نامرئی باشد و در برابر دستکاری یا اصلاح خودبخودی تصویر، مقاوم باشد. همچنین باید در برابر عملیات های پردازش تصویر معمول مانند فیلترینگ، نویز اضافی، اندازه یابی مجدد، برش (cropping) و غیره و روش های فشرده سازی تصویر معمول، مقاوم باشد. اگر واترمارک در ضرایب تصویر قابل توجه از نظر ادراکی قرار گیرد، مقاوم بودن در برابر اعوجاج تصویر بهتر حاصل می شود. این ضرایب بعد از عملیات های پردازش و فشرده سازی معمول تصویر، تغییر نمی کنند. همچنین، اگر این ضرایب خراب شوند، تصویر بازسازی شده با تصویر اصلی متفاوت می شود و واترمارک دیجیتال، بی اهمیت و بدون کاربرد می گردد. اگرچه تعبیه واترمارک در ضرایب قابل توجه از نظر ادراکی می تواند کیفیت بصری ادراک شده تصویر را تغییر دهد. بنابراین، دو پیش نیاز اساسی برای یک طرح واترمارک سازی قوی، یعنی مقاوم بودن (استواری) و نامرئی بودن با همدیگر در تناقض و تعارض قرار می گیرند.

توجه مطالعاتی ما بر ارائه یک الگوریتم واترمارک زنی تصویر دیجیتال مشترک DWT-DCT می باشد. روش پیشنهادی ما از قدرت دو روش حوزه فرکانس معمول یعنی DCT و DWT بهره می گیرد تا غیرقابل ادراک بودن و استواری را افزایش دهد. ایده درج واترمارک در تبدیل ترکیبی، براساس این حقیقت است که این تبدیل مشترک می تواند معایب همدیگر را حذف کنند، بنابراین، یک روش واترمارک زنی موثر به این روش حاصل می شود. در این پروژه، واترمارک در مقاوم ترین و غیرقابل ادراک ترین قسمت های تصویر در مقایسه با روش های قبلی، تعبیه می شود. واترمارک زنی، با تعبیه واترمارک در مجموعه های ضریب فرکانس میانی ویژه از DWT سه سطحی تبدیل شده از یک تصویر میزبان، و پس از آن با محاسبه DCT برپایه بلوک 4×4 برروی مجموعه ضریب DWT انتخاب شده، انجام می شود. در این روال استخراج، عملکرد قبل از فیلترینگ، شارپنینگ (تیز کردن) و فیلترینگ «لاپلاسیون گاوسی» (LoG) برای شناسایی بهتر اطلاعات واترمارک از تصویر میزبان استفاده می شود. سپس، روال مشابه با الگوریتم تعبیه یا زدن برروی تصویر مورد حمله و از پیش فیلتر شدن اعمال می شود تا ضرایب فرکانس میانی هر بلوک DCT استخراج شوند. پس از آن، بیت های واترمارک با مقایسه همبستگی بین دنباله های PN و این ضرایب، استخراج می شوند. نتایج پیاده سازی نشان می دهند که غیرقابل ادراک بودن تصویر واترمارک شده، قابل قبول است. روش ارائه شده بوسیله اکثر حمله های پردازش تصویر معمول، مانند: اندازه متفاوت فیلترینگ گاوسی به عنوان یک حمله بهبود، افزودن نویز «نمک و کاغذ»، مقیاس دهی با دو ضریب معمول (50% و 75%)، برش (cropping) و حمله فشرده سازی، تست شده اند. بخصوص در مورد حمله افزودن نویز، روش پیشنهادی بهبود قابل توجهی از نظر استواری در مقایسه با روش مبتنی بر DWT-DCT قبلی، از خود نشان می دهد. از این نظر که واترمارک ها را می توان از حمله پردازش تصویر دیگری که مقادیر MAE کمتری دارد استخراج کرد، روش پیشنهادی در مقایسه با روش قبلی مقاوم تر است، علیرغم اینکه ادراک ناپذیری و پیچیدگی یکسانی داشته باشند.

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تصویری از خروجی آن قرار داده شده است: