Kết hợp hai phương pháp biến đổi sóng nhỏ DWT IWT và phương pháp trộn có chọn lọc cho phương pháp giấu ảnh trong ảnh (Đồ án tốt nghiệp)

án t t nghi p

i Phòng

L IC
c h t em xin bày t tình c m và lòng bi
Ti

Th

ng d n

Khoa Công[HTHT1] ngh Thông tin

h c Dân L p H
ti

iv i

i

t nhi u th i gian quý báu, tr c

ng d n t

, ch b o em trong su

án t t

nghi p.
Em xin chân thành c

Thông tin -

t c các th y cô giáo trong khoa Công ngh
i Phòng, chân thành c

tham gia gi ng d y và truy
h ct pt

t nh ng ki n th c quý báu trong su t th i gian em

c và ph n bi

mình nghiên c

em có th

án c a em giúp em hi

n

án này.

Cu i cùng em xin bày t lòng bi
u ki

y giáo, cô giáo

c t i nh

i thân trong gia

ng viên em trong th i gian làm t t nghi p.

Vì th i gian có h n, hi u bi t b n thân còn h n ch nên không th tránh kh i
nh ng thi u sót, em r

c s góp ý quý báu c a t t c các th y giáo, cô

t c các b

k t qu c

c hoàn thi

Em xin chân thành c
H i Phòng, ngày 25
Sinh viên

Nguy n Vi

Nguy n Vi

CT1401

1


án t t nghi p

i Phòng

M

U

h

Chính vì nh

K th

i sóng nh
nh trong nh

n có tr n l
án bao g

tin trong nh và các khái ni m liên quan.
Nguy n Vi

CT1401

n
u

: gi i thi u t ng quan v gi u
Trình bày v
2


án t t nghi p

i Phòng

gi u tin s d ng bi
có ch n l

i DWT/ IWT cho nh g c và nh m
c nh gi u tin gi ng nh g

u.

t h p tr n
xây d ng

nghi

Nguy n Vi

CT1401

3


án t t nghi p

i Phòng
M CL C

L IC
M

.............................................................................................................1
U.....................................................................................................................2

M C L C...................................................................................................................4
DANH M C CÁC CH

VI T T T VÀ GI

...........................................6

DANH M C HÌNH ....................................................................................................7
NG QUAN V GI U TIN..............................................................8
1.1 KHÁI NI M V GI U TIN .............................................................................8
u tin ......................................................................................8
1.1.2 M t s thu t ng

c dùng trong gi u tin:................................................8

t ng quát v gi u tin và tách tin .......................................................8
t ng quát v gi u tin.......................................................................8
t ng quát v tách tin .......................................................................9
phân lo

u tin......................................................10

NG GI U TIN .............................................................................11
1.2.1 Gi

n ...............................................................................11

1.2.2 Gi u tin trong nh......................................................................................12
1.2.3 Gi u tin trong audio...................................................................................13
1.2.4 Gi u tin trong video...................................................................................14
1.3

NG D NG C A GI U TIN........................................................................14
U TIN PH BI N .......................................................15

1.4.1 Gi u tin trên mi n không gian...................................................................15
1.4.2 Gi u tin trên mi n t n s cosin r i r c ......................................................16
1.4.3 Gi u tin trên mi n t n s sóng nh (Wavelet) r i r c ..............................17
NG NH SAU KHI GI U TIN
(PSNR)...................................................................................................................18
1.6. TÍNH CH

A GI U TIN TRONG NH ........................19
n ch a có d li

..................................................19

1.6.2 Gi u tin ph thu c nh ..............................................................................19
1.6.3 Gi u tin l i d ng kh
1.6.4 Gi
Nguy n Vi

i ..........................................20
c nh .............................................20

CT1401

4


án t t nghi p

i Phòng

m b o ch

ng nh sau khi gi u tin ..................................................20

U TIN S D NG BI
I SÓNG NH VÀ
TR N CÓ CH N L C ............................................................................................20
2.1. GI I THI U T NG QUAN V

.......................................20

U CH NH GIÁ TR
M
NH PVA (PIXEL VALUE
ADJUSTMENT) ....................................................................................................21
T VÀ TH

NGHI M. ..........................................................35

T...............................................................................35
3.2 GIAO DI

.....................................................................35

3.2.1 Giao di

....................................................................35

3.2.2 Giao di n ch

u tin.....................................................................36

3.2.3 Giao di n ch

u tách tin .............................................................41

3.2.4 Giao di n ch

........................................................46

3.3 TH

NGHI M VÀ NH N XÉT....................................................................49

3.3.1 T p nh th nghi m...................................................................................49
3.3.2. Th nghi

Nguy n Vi

ng PSNR .......................................................51

CT1401

5


án t t nghi p

i Phòng

DANH M C CÁC CH
T vi t t t
2D
ASSI
CI
dB
DCT
DWT
IWT
JPEG2000
LSB
MSE
PVA
PSNR
SEI
SI
SW

Nguy n Vi

VI T T T VÀ GI

Gi
Two Dimension Hai chi u
Arnold Scrambled Secret Image
Cover Image - nh g c
Decibel
hàm loga
Discrete Cosine Transform
i cô sin r i r c
Descrete Wavelet Transform
pháp bi
i sóng nh r i
r c
Integer Wavelet Transform
i sóng nh
nguyên
Joint Photographic Experts Group
Least Significant Bit các bit ít quan tr ng
Mean Square Error Sai s
Pixel Value Adjustment
u ch nh giá tr
m nh
Peak Signal to Noise Ratio H s t l tín hi u trên tín hi u nhi u
Secret Image - nh m t
Stego Image - nh gi u tin
Simple Watermarking Th
n

CT1401

6

án t t nghi p

i Phòng

DANH M C HÌNH
t ng quát v tách tin -------------------------------------------------------9
phân lo

u tin. --------------------------------------- 10

Hình 1.4: S khác nhau gi a sóng (a) và sóng nh (b). -------------------------------- 18
Hình 2.1:

c (trái) và sau (ph i) khi th c hi

Hình 2.2: nh sau khi bi
Hình 2.3: Bi

u ch nh giá tr

m nh. 21

i Haar-DWT ---------------------------------------------- 23

i sóng nh IWT. -------------------------------------------------------- 24

Hình 2.4:

c (trái) và sau (ph i) sau khi bi

Hình 2.5: nh n

i Arnold. -------------------- 27

c (trái), nh n n sau (gi a), nh sau tr n Alpha (ph i). ---- 28
gi u tin ----------------------------------------------------------------- 31

Hình 2.7: nh g c (a), nh g c qua bi
bi
i Arnold (d), nh m t ti p t c bi

i wavelet (b), nh m t (c), nh m t qua
i wavelet (e), nh gi u tin (f). -------- 32

tách tin------------------------------------------------------------------ 33
Hình 2.9: nh g c (a), nh g c bi
i wavelet (b), nh gi u tin (c), nh gi u tin
wavelet (d), nh m t arnold (e), nh m t (f).--------------------------------------------- 34
Hình 3.1: Giao di n chính c

-------------------------------------------- 35

Hình 3.2 Giao di n ch

u tin.--------------------------------------------------- 36

Hình 3.3: H p tho i ch n nh g c. -------------------------------------------------------- 37
Hình 3.4: H p tho i ch n nh m t.-------------------------------------------------------- 38

Hình 3.5: Giao di

u tin.----------------------------------------------- 39

Hình 3.6: H p tho

nh gi u tin------------------------------------------------------ 40

Hình 3.7: Giao di

----------------------------------------------- 41

Hình 3.8: H p tho i ch n

u tin.------------------------------------------------ 42

Hình 3.9: H p tho i ch n nh g
Hình 3.10: H p tho

th c hi n quá trình tách tin. ------------------- 43

nh m t.----------------------------------------------------- 44

Hình 3.11: Giao di n sau khi tách tin. ---------------------------------------------------- 45
Hình 3.12: Giao di n chính ch

-------------------------------- 46

Hình: 3.13 H p tho i ch n nh g

----------------------------------------- 47

Hình 3.14: H p tho i ch n nh gi

------------------------------------ 48

Hình 3.15: Giao di

t qu .------------------------------ 49

Hình 3.16: T p 10 nh g c chu n --------------------------------------------------------- 50
Hình 3.17: T p 20 nh g c b t k

c khi gi u tin.----------------------------------- 50

Hình 3.18: T p 10 nh m t. ---------------------------------------------------------------- 51
Nguy n Vi

CT1401

7


án t t nghi p

i Phòng
CC

NG QUAN V GI U TIN

1.1 KHÁI NI M V GI U TIN
u tin
Gi u thông tin là thu t ng

ch

gi u và g

t che

n ch

nh hay t

nh, sách báo, t p tin phim

c gi u r

b n text hay nh s . Gi u thông
và watermarking. M
trong m

ng chính là steganography
a steganography là gi u thông tin quan tr ng vào

n ch a nh m b o v thông tin m

watermarking là b o v

a

c gi u thông tin.

1.1.2 M t s thu t ng

c dùng trong gi u tin:

p (Message): là thu t ng
gi

n ch

d

ng: s , chu i kí t

ch các thông tin

chuy

c

c

p có th có nhi u d

n ho c hình nh. . .
ch

n ch a g c:

c g i là Cover

pm

ng

<datatype>. Tùy thu c vào lo i d li u mà nó có các tên

khác nhau.Ví d
n ch
tin m

c g i là Stego

u tin:
<datatype>. Ví d n

n sau khi nhúng thông
ng bao tin là cover

Khóa m t: là khóa tham gia vào quá trình nhúng. Tùy vào t ng thu t toán
mà ta có s d ng khóa này hay không. Khóa này còn có tên g i là stego key.
t ng quát v gi u tin và tách tin
1.1.

Nguy n Vi

t ng quát v gi u tin

CT1401

8


án t t nghi p

i Phòng

Thông tin gi u

n ch a
( audio, hình nh,
video)

n ch a
c gi u tin

B nhúng
thông tin

Phân ph i

Khóa
Hình 1.1. bi u di n mô hình gi

n.

n ch a có th
u tùy theo m

n, hình

i s d ng, nó có th là thông tin

m t (v i các tin bí m

nh b n quy n. B nhúng

thông tin là nh
bí m

nh,

c hi n vi c gi u tin theo thu t toán v i m t khóa
n ch

c gi u tin chính là k t qu

tin khi nh ng thông tin gi

c nhúng vào trong

u ra c a quá trình gi u
n ch

u vào.

t ng quát v tách tin
Khóa gi u tin

n ch a
c gi u tin

B tách
thông tin

Thông tin gi u

Hình 1.1

Nguy n Vi

CT1401

n
ch a ( audio,
hình nh, video)

Phân ph i

Ki m
nh
t ng quát v tách tin

9


án t t nghi p

i Phòng

Hình 1.2 là quá trình gi

u. Sau khi nh

n ch a có gi u thông tin và khóa qua b gi
u ra c a quá trình gi
gi

us

th c hi n vi c gi i
n ch a g c và thông tin

c ki

phân lo

u vào là

nh và so sánh v

u.

u tin

K thu t gi u thông tin nh m m

m b o an toàn và b o m t thông tin

c hai khía c nh. M t là b o m t cho d li
gi

u, hai là b o m t cho

u này d

ng ch y u

c a gi u tin:
ng th nh t là gi u tin m t (steganography).
ng th hai là th y vân s (watermarking).

phân lo

u tin.

K thu t gi u thông tin bí m t (Steganography): v i m
toàn và b o m t thông tin t p trung vào các k thu t gi
nhi u thông tin nh t. Thông tin m

m

Nguy n Vi

b o v b n quy

CT1401

có th gi

c

c gi u m t cách vô hình trong m

i khác khó phát hi
K thu t gi u thông tin theo ki

m b o an

i

c.
u

th y vân (watermarking) v i
ch

ng t p

10


án t t nghi p

i Phòng

m b o m t s các yêu c

m b o tính b n v

ng d ng

n nh t c a k thu t thu vân s .
B ng 1. 1. So sánh gi a gi u tin m t và th y vân s
Gi u tin m t

Th y vân s

- T p trung vào vi c gi
nhi u tin càng t t,
truy n d li u m t.

c càng - Không c n gi u nhi u thông tin, ch

ng d ng trong c
ng thông tin nh
b n quy n c
i s h u.

- C g ng làm
ch
ng c

ng ít nh
ng g

không b
gi

n d li u

n ng h p th y vân nhìn th y
thì th y vân s hi n ra.
c - Th y vân ph i b n v ng v i m i t n
công có ch
n ph m.

c không có ch

ng g
cho d li u gi u b sai l ch ( ng d ng - Th y vân s
i
trong xác th c thông tin).
ng, nh m kh
nh b n quy n s
- B o m t cho d li u c n gi u. Khía h u hay phát hi n xuyên t c thông tin.
c nh này t p trung vào k thu t gi u
tin m t, t c là gi u tin sao cho gi u
c nhi
i khác khó phát
hi

c gi

NG GI U TIN
ng gi u tin chi m t l ch y u trong k thu t gi u tin hi n nay chính
là d li

n, hình nh, âm thanh, phim), hi n nay m t vài

ng d li

c áp d

n ph m ph n m

c

d li u quan h .
1.2.1 Gi

n

Hi n nay vi

i thông tin qua h th

l r t l n so v i các lo
d ng text l

n khác. Tuy nhiên, gi
c quan tâm nghiên c

CT1401

n

c b i khó th c hi
u nà

Nguy n Vi

n chi m m t t

i ta ph i khéo léo khai thác
11


án t t nghi p

i Phòng

a t nhiên c a ngôn ng . Hi
kho ng tr ng gi a các ch

gi u tin và s d ng các ki

ng th hai chính là nh
nh nh phân, t

ng chính là s d ng các
nh d

gi u tin.

c ch p l
c áp d

u tin trong nh.

1.2.2 Gi u tin trong nh

ngày nay

Nguy n Vi

CT1401

12


án t t nghi p

i Phòng

K thu t gi u thông tin trong nh ph thu c vào h th ng th giác c
i.
t gi u tin trong nh hi n
u thu c vào m t trong 3 nhóm:
Gi u tin trong mi n quan sát.
t bi
i nh.
d ng m t n giác quan.
m c a gi u tin trong
c gi u m t cách vô hình, nó
n thông tin m
i khác không th bi
c
b i sau khi gi u thông tin ch
ng nh g

c bi
i v i nh
màu hay nh xám.
1.2.3 Gi u tin trong audio
m c a gi u tin trong audio khác v i trong nh là ph thu c vào h
th ng thính giác c
phân bi

i. D a vào y u t là thính giác c

i khó

c s khác bi t gi a các d i t n và công su

to, cao t n có th che gi

c các âm thanh nh , th p m t cách d dàng.

Vi c gi u tin tr

t ra yêu c u r t cao v

thông tin, nên kênh truy n tin là y u t r
ng ch m s

ng r t nhi

ng b và an toàn

c quan tâm khi mà kênh truy n hay

n ch

ng thông tin sau khi gi u.

Mã hóa bít th p:
ít quan tr

d li u gi u vào trong các bit ít tr ng c a file audio.
n nh

li

nhúng thông tin vào trong d

thay th bít ít quan tr ng nh

ng là bít cu i)

c a m i m u d li u b ng bit thông tin gi u.
Mã hóa pha là k thu t th c hi n vi c gi u tin trong audio thông qua vi c
thay th c a m

u b ng m t pha tham chi u (referency phase)

th hi n d li u. Pha c a các segment ti p theo s

u ch nh sao cho duy trì

m i quan h gi
K thu t gi u d a vào ti ng vang th c hi n gi u tin b ng cách thêm vào

ti ng vang trong tín hi u g c. D li
s c a ti

c gi u b

u, t l

tr . Khi th i gian gi a tín

hi u g c và ti ng vang gi m xu ng, hai tín hi u có th tr n l
có th phân bi t gi a hai tín hi u. S
c a ti
Nguy n Vi

i 3 tham

ng tin gi

i nghe khó
n th i gian tr

c a nó.
CT1401

13


án t t nghi p

i Phòng

1.2.4 Gi u tin trong video
u tin trong nh hay audio, gi
tâm và phát tri n m nh m cho nhi u ng d

c quan
u khi n truy c p thông tin,

xác th c thông tin và b o v b n quy n tác gi . M

u thông tin
nc a

i thông tin gi u dàn tr i theo t n s c a d li u g c.
Hi

c coi là trang xem video tr c tuy n l n nh

trang b coi là vi ph m b n quy n nhi u nh

n

xu t áp d ng vi c phát hi n gi u tin trong video h
ph m b n quy
1.3

c t i lên b

ib

c nh ng video vi

i dùng m t cách nhanh chóng.

NG D NG C A GI U TIN
ts

ng d ng c a gi u tin:
ng d

B o v b n quy n tác gi
vân s . M

n s h u tác gi g i là th y vân s

nhúng vào trong các s n ph m, th
các s n ph
c

n nh t c a k thu t th y
c

là m t mình ch s h u h p pháp

c dùng làm minh ch ng cho b n quy n s n ph m. yêu
i v i ng d ng này là th y vân ph i t n t i b n v ng cùng s n ph m,

mu n b th

c pháp c

i ch s h u thì ch có cách phá

h y s n ph m.
Xác th c thông tin hay phát hi n gi m o: M t t p các thông tin s
gi

n ch

ti n g

d

nh n bi t xem d li

i hay không. Các th

c ak

n a là gâ

xuyên t c thông tin ngu n. Yêu c

c

c

tránh s tò mò

c làm gi các th y vân h p l hay

i v i ng d ng này là kh

u

tin cao và th y vân b n v ng.
Gi u vân tay hay dán nhãn: Th y vân trong nh ng ng d
d

nh n di

d ng này thì yêu c

ig
mb

i nh n c a m

cs
i ng

an toàn cao cho các th y vân tránh s m t mát

thông tin trong khi phân ph i.

Nguy n Vi

CT1401

14

án t t nghi p

i Phòng

Ki m soát sao chép: Các th
ki

ng h

cs d

i v i các thông tin. Các thi t b phát hi n ra th
c g n s n vào trong các h th

th y vân ph

ng

c/ghi. Các ng d ng lo

m b o an toàn

u

d

n th y

u mà không c n thông tin g c.

Gi u tin m t: Các thông tin gi
càng t t, vi c gi
ch

ng h p này càng nhi u

nh

n

u. Các yêu c u m nh v ch ng t n công c a k thù không c n thi t l m
gi u ph

m b o tính không th phát hi n.

U TIN PH
1.4.1 Gi u tin trên mi n không gian

BI N

Các thu t toán gi u tin trong mi n không gian t p trung vào vi
tr c ti p trong mi

m nh. Th m nh c

i

c gi u tin trong mi

m

ph c t p tính toán th p. Tuy nhiên, k thu t này ch
b o thu c tính n mà không có tính b n v ng. Vì v y, các thu

m
c cài

t cho ng d ng xác th c thông tin c a nh s .
n c a thu t toán trong k thu t này là chia m t nh g c thành
các kh i nh , s
toán này dùng cho c

ng bit gi u trong m i kh i tùy thu c vào t ng thu t toán. Thu t
nh màu,

c xám và

bày thu t toán chúng ta s s d ng

d trình

ng.

M t s thu t toán:
Thu t toán SW (Simple Watermarking) : cho m t file
tr ng F, d li u th

c bi u di

Các bit 1 g

i d ng nh phân (dãy bit 0/1).
m tr

n c a thu t

toán này là chia m t nh g c thành các kh i nh , trong m i kh i nh s gi u
không quá m t bit thông tin.
Thu t toán Wu-Lee c a hai tác gi

i ti

thu t toán SW b ng vi
tách th

ng th

thu t toán này, có th
Nguy n Vi

CT1401

d ng trong quá trình nhúng và
u ki

o bit trong m i kh i. V i

t bit vào m i kh i b ng cách hi u ch nh
15

án t t nghi p

i Phòng

nhi u nh t 1 bit c a kh i. K thu t này có kh

li u có th

nhúng. Xét nh g c F, khóa bí m t K và m t s d li

c nhúng vào F.

Khóa bí m t là m t ma tr

n ta gi s kích

c c a nh g c F là b i s c
m ts

c nh F có

hi u ch nh.
i ba tác gi Hsiang-Kuang Pan, Yu-Yuan

Thu t toán PCT

Chen, Yu-Chee Tseng. Thu t toán cho phép nhúng nhi u bit vào m t kh i
b ng cách có th

o 2 bit trong 1 kh i. Trong thu t toán có s d ng khóa K

và ma tr n tr ng s W nh

m b o an toàn cho th

c nhúng.

Thu t toán LSB(Least Significant Bit) là thu t toán gi u tin d a vào các bit
ít quan tr ng. Các lo i

c xám có giá tr c a m

c bi u di n b ng dãy nhi u bit. Trong dãy các bit này có m
là bit ít quan tr ng nh t. Bit ít quan tr ng nh t là bit mà kh
m mày b

m nh
cg i

o giá tr c a

i ít nh t.

1.4.2 Gi u tin trên mi n t n s cosin r i r c
Các thu t toán này s

d

i cosine r i r c DCT

chuy n t ng kh i nh t mi n không gian nh sang
mi n t n s .

s

c nhúng trong mi n không gian t n s c a nh theo k

thu t tr i ph trong truy

thu t ph bi n nh t v i nhi u thu t toán
m b o tính m nh m và chính xác c a th y vân sau khi

nhúng.
Thu t toán DCT 1

c nhóm tác gi Nguy n Xuân Huy và Tr n Qu c
t thu t toán th y vân nh trên mi n DCT
i dung bài vi

An Image
xu t m t

thu n toán nhúng th y vân vào trong nh sao cho th a mãn các tính ch t và yêu c u
c a m t h th y vân trên nh s . Thu t toán trong bài vi t t p trung vào k thu t
ch n mi n t n s

gi u tin nh m nâng cao tính b n v ng c a th y vân.

Mô t thu t toán:

u vào: M t chu i các bit th hi n b n quy n, m t nh
u ra: m t nh sau khi th
Nguy n Vi

CT1401

gi i mã
16


án t t nghi p

i Phòng

Thu t toán DCT 2: tác gi
phân tích kh

d ng phép bi

c ch n t

c p h s trong mi n t n s gi

i

nh g c thành các mi n t n s , r i ch n m t

th c hi n quá trình nhúng m t bit th y vân. Quá

m b o sau khi nhúng bit th y vân thì kho ng cách v giá tr gi a

hai h s

c ch n có giá tr l

cb

c.

Thu t toán DCT 3: trong thu t toán này tác gi Benham l a ch n v trí
nhúng tin có s lo i b các kh i không phù h p. Các kh i b lo i b là các kh i
nh n ho c kh i s c không cao. Các kh

c ch n nhúng th y vân là các kh i s c

l n.
Kh i nh n: chúng ta có th phát hi n ra các kh i này b
ng h s cao t n có giá tr
t n t i ít nh t 1 h s

ms

u t t c các h s này hay ch c n

n a trên c

ng zig-z c b

c xem là kh i nh n.
Kh i s

c phát hi n b ng cách tìm giá tr tuy

s AC t n s th
s

i l n nh t c a h

c s d ng là 100. Thu t toán s d ng 3 h

nhúng 1 bit.

1.4.3 Gi u tin trên mi n t n s sóng nh (Wavelet) r i r c
Các thu t toán này s

i sóng nh r i r c DWT (Descrete

chuy n mi n không gian nh sang mi

i. Tính

i c a sóng nh h u ích trong vi c phân ph
ph trong khi v

m b o tính ch t b n v ng và ch

ng bao
ng hi n th

c

t chu n trong nén JPEG2000. Trong nhi u ng d ng, DWT t
th

i.
Phép bi

c h t ta c n ph i bi t r ng bi

d ng bi u di n khác c a tín hi
hi

i n i dung thông tin c a tín

ng, m i sóng là m

và tu n hoàn. Sóng nh là sóng c c b
ho c không gian và thích h
nh c

Nguy n Vi

i tín hi u ch là

ng c a th i gian ho c không gian
ng t p trung

th i gian

phân tích tín hi u t m th i. DWT s d ng sóng

ng h u h n

CT1401

17


án t t nghi p

i Phòng

Hình 1.4: S khác nhau gi a sóng (a) và sóng nh (b).
Trong phân tích sóng nh , tín hi
nh và s bi
sóng nh

c phân tích nhi u l n v i hàm sóng

c tính toán v i m i ph

c t o ra. V i t n s cao, bi

phân d i r t t t v th

V i t n s th p, bi

i sóng nh

i

phân d i không t t v t n s .
phân d i t t v t n s

phân d i

không t t v th i gian.
Các thu t toán th y vân trên mi n DWT:
Thu t toán DWT-1: D a trên k thu t bi

i sóng nh hai tác gi Raval

xu t k thu t th y vân s d ng phép bi
hai chi

phân tích nh g c thành b

hi u th y vân th nh

i sóng nh
i nhúng tín

t th

qu th nghi m cho th y th y vân b n v

t

c m t s phép x lý nh thông

ng.

Thu t toán DWT-2:
hai chi

thu t toán DWT-1 s d ng phép bi

phân tích nh g

n khác nhau, r

th y vân vào m t s
m ts t
y

tín hi u

y vân có th b n v

c

i kém b n v ng v i m t nhóm t n công khác. Kh c ph c

m trên, trong thu t toán này, các tác gi

Peining Tao và Ahmet M.

g tín hi u th y vân vào c b
sóng nh , m

i sóng nh

n trong phép phân tích

n có th s d ng các h s khác nhau.
NG

NH SAU KHI GI U TIN

(PSNR).
ng c a b c nh (hay khung nh video)
ng s d ng hai tham s : Sai s
Nguy n Vi

CT1401

u ra c a b
MSE
18


án t t nghi p

i Phòng

(Mean Square Error

xu t v i h s t l tín hi u / tín hi u

nhi u PSNR (Peak Signal to Noise Ratio).
MSE gi a nh g c và nh khôi ph

x
ij

bi u th giá tr

và n l

sau:

m nh g c yij bi u th giá tr

m

c bi

im

t là chi u r ng và chi u cao c a nh.
: deciben

c s d ng trong nghiên c u x lý

hình nh:

ng, n u PSNR > 35dB thì h th ng m
phân bi

ig

c gi a nh g c và nh khôi ph c. PSNR càng cao thì ch

ng nh

khôi ph c càng t t. Khi hai hình nh gi ng h t nhau, MSE s b ng 0
n vô h n. Giá tr

ng c a PSNR trong nh và nén video n m t

50 dB, giá tr càng cao thì càng t t. Giá tr có th ch p nh
không dây có t n th t kho ng t

1.6. TÍNH CH
1.6

n

c khi truy n tín hi u

n 25 dB.

A GI U TIN TRONG NH
n ch a có d li

D li u g c

li u
u thông tin vào trong nh hay
i xem nh b ng th giác, d li u
i theo th i
gian. Khác v i d li u audio hay video, khi xem hay nghe, thì d li u g c s thay

i liên t c v i tri giác c

n hay các bài , các

1.6.2 Gi u tin ph thu c nh
K thu t gi u tin ph thu c vào các lo i nh khác nhau. Ch ng h
iv i
ng, nh xám hay nh màu, ta có nh ng k thu t riêng do các lo i nh v i

Nguy n Vi

CT1401

19


án t t nghi p

i Phòng
nh nén và

ng nh ng k thu t gi u

tin khác nhau, vì nh nén có th làm m t thông tin khi nén nh ....
1.6.3 Gi u tin l i d ng kh
giác con
Gi u tin trong
c quan sát b ng h th ng th

i

i trên d li u nh g c. D li u
i, nên các k thu t gi u tin ph i

m b o yêu c u gây ra nh ng th b n là nh
cho b ng m
ng không th nh
cs
mb

i trên nh ph i r t nh , sao
thì m i

an toàn cho thông tin gi u.

1.6.4 Gi
Các phép toán gi u tin s

c nh
c th c hi n trên d li u c a nh. D li u nh

bao g m c ph

t

a ch offset v

vùng d li u), b ng màu (có th có) và d li u nh. Khi gi
gi
u bi
i giá tr c a các bít trong d li u

c hay sau khi gi u tin, là
1.6.

m b o ch

ng nh sau khi gi u tin
u quan tr
i v i gi u tin trong nh. Sau khi gi u tin bên
trong, nh ph
m b o yêu c u không b bi
có th không b phát hi n d
dàng so v i nh g c.

U TIN S D NG BI
VÀ TR N CÓ CH N L C

I SÓNG NH

2.1. GI I THI U T NG QUAN V
u tin s d ng bi

i sóng nh và tr n có ch n l

c

hai tác gi Prabakaran Ganesan và R. Bhavani thu c khoa Công ngh thông tin,
i h c Annamalai, bang Tamilnadu,
2013[5].

Nguy n Vi

CT1401

20


án t t nghi p

i Phòng
u tin th c hi n gi u m t

n ch a là

nh khác b ng cách k t h

i sóng nh r i r c DWT

(Discrete Wavelet Transform) và bi
u ch nh giá tr
ch a. Còn giá tr c a

c bi

c áp d

nh

c áp d ng c

i sóng nh là

các

c nh gi u tin

tin m t. S k t h p c

c
c l i v i quá trình nhúng

i sóng nh DWT/IWT làm cho vi c

gi u nh m t trên nh ch

an toàn và tính b n v ng cao. K t qu th c

nghi m và nghiên c u cho th y các nh g c ch a nh m
tính b o m

n

ib

DWT/IWT. Quá trình tr n áp d ng cho t t c
DWT/IWT

nguyên IWT (Integer Wavelet

m nh PVA s

c gi

m t và nh ch

i sóng nh

m b o tính vô hình,

b n v ng cao.

Gi i thi

c th c hi
nào, trong
d ng các k thu t nào?
(em d ch ph n ABSTRACT trong bài g
2.2.
U CH NH GIÁ TR
M
NH PVA (PIXEL VALUE
ADJUSTMENT)
nh g c và nh c n nhúng (gi u) có giá tr t
nhúng giá tr c

m nh g c có th
cl yl

t quámi n gi i h

m

u ch nh có gi i h n th

Hình 2.1:
Nguy n Vi

c (trái) và sau (ph i) khi th c hi
CT1401

n 255. Trong quá trình

m nh g c s

c

0 và 255.

u ch nh giá tr

m nh.
21


án t t nghi p

i Phòng

2.3.

I HAAR-DWT
Hi n nay có r t nhi u nghiên c u toán h c và th nghi m th c t

b [NVH2]

n bi

c s d ng có hi u qu

c công

i mi n t n s sóng nh . Sóng nh

t công c m nh m trong nhi

thuy t x p x , x lý tín hi u, v

c và x lý nh.

Bi

i sóng nh Haar trên d li u là tính toán t ng giá tr và giá tr sai khác

c a các c

m nh li n k nhau. Mô hình 2 chi u Haar-DWT th c hi n trên các

thành ph n li n k ngang và li n k theo chi u d c. M
nh Haar là bi

i chính là ngh

o c a nó. Phép bi

m c a bi

i sóng

i này bao g m các

c:
m nh t trái sang ph i theo chi u ngang. Sau
ng và tr
Value)).

m nh lân c n v i nhau (c p giá tr lân c n
giá tr t ng

l

vùng bên trái và giá tr sai khác

PoV (Pair of

vùng bên ph i. L p

c x lý h t. T ng giá tr c a các c p

m

cho mi n t n s th p (ký hi u là L - Low) trong khi mi n sai khác c a

i di n
m

i

di n cho mi n t n s cao c a nh g c (ký hi u là H - High).
c 2: Ti p theo qQ
hi n thêm c ng và tr b tvài các c p
nh còn giá tr sai khác
tr

m nh t trên xu ng theo chi u d c. Th c
m nh lân c
i

t ng
.L pl

phía trên

n khi các c t giá

c x lý h t. Cu i cùng chúng ta s

LL là mi n t n s th p và r t gi ng v i nh g c (thu nh ). Quá trình mô t th t c
c g i là bi

i 2 chi u Haar-DWT

m c th nh t theo mô ph ng trong

hình 2.2.

Nguy n Vi

CT1401

22


án t t nghi p

i Phòng

Hình 2.2: nh sau khi bi
2.4.

I SÓNG NH
Bi

i Haar-DWT
NGUYÊN - IWT[HTHT3]

i sóng nh r i r c m t chi u là thu t toán v i m t ngân hàng b l c

cl p

pl

qu

u vào là m t b l c thông cao và m t b l c thông th p. K t

c sau quá trình ch p là m t phiên b

vào, ph n t n s

t c a giá tr

c ch p (captured) l i b i l n ch

u

u tiên. Vi c tái c u

n m t ch p v i các b l c t ng h p và k t qu c a các các n p
cu

c thêm vào. Còn v i bi

c

i hai chi u, thì ti n hành bi

i 1 chi u t t

v i các c t. Ti p theo, l y các h s chinh là k t qu c a

hàng và c

c 4 h s : HH là h s

cho thông s chéo c a hình
chi u d c và chi u ngang.

i di n

n ánh thông tin theo
m c th p nh t, l y h s th p qua LL. Chúng ta có th

ti p t c phân rã trên góc ¼ t

n log2 c a giá tr nh nh t (chi u cao, chi u

r ng).

Nguy n Vi

CT1401

23


án t t nghi p

i Phòng

Hình 2.3: Bi
K t khi bi

i sóng nh IWT.

i sóng nh r i r c cho phép x

c l p c a các thành

ph n k t qu

i hi u

qu

nhúng. Tuy nhiên, vi c s d ng các b l c sóng nh có

s d ng h s có d u ph
các s

ng. Vì v y khi chu i d li
ng h p

hình minh h

không còn bao g m các s nguyên, thì kh
is

u vào bao g m chu i

i), k t qu

cl c

xây d ng l i hình

i c a bi

c

i sóng nh nguyên, có th mô t

u ra hoàn toàn là các s nguyên.
M t ví d v bi

i sóng nh v i b

(s) và chi ti t (d) cho m t ch s

s nguyên là bi

t

c ra trong (1a) và (1b). Các giá tr t ng và sai

khác

Tuy nhiên chúng ta c n ph

nh l i nh ng công th c bi

áp d ng cho hình nh và r t h u ích trong phép bi
cho vi c xây d ng l i các bi

nh t i v trí i và j là Iij. Bi

i. Công th c này áp d ng

i hai chi u. Gi s r ng hình

chi u r ng là y pixel và chi u cao x pixel. Bi u th m

tách và khôi ph

c chính xác nh g

Nguy n Vi

CT1401

u là (I) v i

màu bóng c

i hai chi u cho hình nh có th

công th c (3a) (3b) (3c) và (3d)

i hai chi u

bi
u t các h s bi

m

c tính toan b ng
có th
i có th tính
24


án t t nghi p

i Phòng

c theo công th c (4a) (4b) (4c) và (4d). K t qu h s c a bi

c:

A là h s th p, H là h s cho thông s theo chi u ngang c a anh, còn V và D ph n
ánh thông tin theo chi u d
i b qua b

ng. Trong khi th c hi n bi n

m nh có giá tr l

ng biên.

V

u ki

V

ch n v trí nhúng (gi u) tin trên mi n bi

i:

n s cao ph n ánh: c nh, vi
màu, n

nhúng

th p. Còn nhúng

t ns

n s th p ph n ánh:
c tính vô hình cao, còn tình b n v ng

t n s th p thì tính vô hình th

b nv

c c hai y u t tính vô hình và tình b n v ng ta th c hi n bi

t

v

i wavelet l n 2

i là LL2, HH2, LH2, HL2. Khi gi u ta

ch n vùng LL2 có t n s th p và HL2, LH2, HH2 có t n s
2.5.

gi u tin.

I ARNOLD
Bi

(1968).

i toán h

u tiên b i Arnold và Avez

c c i thi n b n

c c i ti n

b i Miisha (2012) và

c áp d ng cho nh k thu t s nh m s p x p ng u nhiên

m nh c a hình

u làm cho chúng tr lên khó nh n th y ho c nhi u.

Tuy nhiên sau m t chu k p và p l p l i thì hình nh g

Nguy n Vi

CT1401

u xu t hi n tr l i.

25