Ứng dụng kỹ thuật xử lý ảnh trong thực tiễn: Phần 1

Ih

u

? CÔNG THƯƠNG
u NG đ ạ i h ọ c s a o Đỏ

T h S . Dương Đức Hải ( C h ủ b iê n )

r V;
Kỹ thuật

XỬLÝ

ÚNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN
■

■

N H A XU Ấ T BẢN KHO A HỌC VÀ KỸ TH U Ậ T


B ộ CÔNG THƯƠNG
T R Ư Ờ N G ĐẠI HỌC SAO ĐỎ
ThS. DƯƠNG ĐỨC HẢI (Chủ biên)
ThS. HOÀNG THI AN

KỶ THUẬT x ử LÝ ẢNH, _
ỨNG DỤNG TRONG THựC TIEN

cr=7

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
HÀ N Ô I -2015


MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................. 5

Phấn 1
MỘT SỐ KỸ THUẬT GIÁU TIN TRONG MỒI TRƯỜNG ẢNH TĨNH
1.1. Tổng quan về các phương pháp bảo mật thôngtin ....................................7
1.1.1. Sơ lược về lịch sử giấu tin ......................................................................9
1.1.2. Định nghĩa và phân loại ........................................................................ 10
1.1.3. Mơ hình cơ bản của kỹ thuật giấu tin ................................................ 18
1.1.4. Những ứng dụng cơ bản của giấu tin

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

1.1.5. Giấu thông tin trong dữ liệu đa phương tiện .................................. 23
1.1.6. Độ an toàn của một hệ thống giấu thông t i n ....................................26
1.1.7. Các

tấn công và biện pháp khắc phục của kỹ thuật giấu tin .... 27

1.2. Một số vấn đề cơ bản về giấu tin trong ảnh ................................................28
1.2.1. Giấu thông tin trong ảnh, những đặc trưng và tính c h ấ t ............. 28
1.2.2. Biểu diễn ảnh trên máy tính ................................................................ 31
1.2.3. Giấu thơng tin trong ảnh đen trắng, ảnh màu và ảnh đa
cấp xám

................................................................................................ 39

1.2.4. Một số tiêu chí đánh giá kỹ thuật giấu thơng tin trong
ảnh số ........................................................................................................40
1.2.5. Các kỹ thuậtxử lý điểm ảnh ................................................................. 43
1.2.6. Đánh giámột số hệ giấutin trong ảnh ...............................................46
1.3. Một số thuật toán giấu tin trong ảnh ............................................................. 47
1.3.1. Thuật tốn giấu thơng tin trong khối bit ............................................48

3


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

1.3.2. Thuật tốn thay thế bit có trọng số bé nhất LSB
(Least Significant Bit) .....................................................

61

1.3.3* Một số kỹ thuật giấu tin k h á c ............................................

69

1.3.4. Các hạn chế của kỹ thuật giấu tin .....................................

78

1.4. Triển khai ứng dụng ...........................................................................................79
1.4.1. Giới thiệu ................................................................................................... 79
1.4.2. Lựa chọn công cụ và thuật to á n .......................................................... 82

1.4.3. Cài đặt ứng dụng .....................................................................................83
1.4.4. Kết quả thực nghiệm ............................................................................. 94
1.4.5. Các kết luận dựa trên kết quả thực nghiệm

...........................102

Phẩn 2
MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN NGƯỜI ĐI Bộ TRONG ẢNH
2.1. Tổng quan về các kỹ thuật tiền xử lý ảnh ............................................... 104
2.1.1. Tổng quan về các kỹ thuật tiền xử lý ảnh và trích chọn
đặc trư n g .............................................................................................. 104
2.1.2. Nghiên cứu tổng quan về bài tốn phát hiện người đi bơ
trong ả n h .............................................................................................. 137
2.2. Khoảng cách Chamfer và ứng dụng trong kỹ thuật so khớp mẫu ... 141
2.2.1. Khoảng cách Chamfer và các khái niệm liênq u a n .................... 141
2.2.2. So khớp mẫu dựa trên khoảng cách Cham fer .......................... 146
2.2.3. Phát hiện người trong ảnh sử dụng khoảng cách Cham fer ... 147
2.3. Xây dựng ứng dụng phát hiện ngườiđi bộ trong ảnh tĩnh .................. 149
2.3.1. Xây dựng phần mềm máy t ín h ........................................................1 4 9
2.3.2. Kết quả thử nghiệm và đánh g i á ....................................................165
TÀI LIỆU THAM K H Ả O .......................................................................................... 173


ời nói đâu
lý ảnh sổ có rất nhiều ứng dụng trong thực tế và có khả năng tác
động mạnh m ẽ đến cuộc sổng của chúng ta trong rất nhiều lĩnh
vực như: Y tế, truyền thông, an ninh, địa lý,... Nhìn và nghe là hai cách
thức quan trọng nhất để con người nhận thức thế giới bên ngồi, do
vậy, khơng chỉ ứng dụng trong khoa học kỹ thuật, xử lý ảnh còn ứng
dụng trong mọi hoạt động khác của con người.

Các lĩnh vực nghiên cứu cùa xử lý ảnh được ứng dụng trong thực tế là:
cải thiện ảnh, phục hồi ảnh, mã hóa ành, nhận dạng ảnh,... M ột trong
những lĩnh vực đang được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là phát hiện,
nhận dạng đổi tượng trong ảnh, trong video, ứng dụng xử lý ảnh trong
an toàn và bào mật thơng tin. Nhóm tác giả hy vọng cuốn “ K ỹ íliuật x ử
lý ảnh, ứ n g (lụng trong thực tiễ n ” sẽ gửi tới bạn đọc những kiến thức
cơ bản về cải thiện ảnh, phục hồi ảnh, phát hiện/nhận dạng ảnh, bảo
mật thông tin và ứng dụng các kiến thức đó vào ứng dụng giấu tin mật
trong ảnh tĩnh và phát hiện người đi bộ trong ảnh.
M ột trong những khó khăn khi trao đơi thơng tin trong mọi lĩnh vực
chính trị, qn sự, quốc phịng, kinh tế, thương mại,... là đảm bảo an
tồn thơng tin, chổng lại việc ăn cắp bản quyền, xuyên tạc thông tin,
truy nhập thông tin trái phép,... Giấu tin (data hiding) được xem như
một cơng nghệ chìa khố cho vấn để bảo vệ bản quyền, xác nhận thông
tin và điểu khiên truy cập, ứng dụng trong an toàn và bào mật thông
tin. Cuốn sách giới thiệu tới bạn đọc một số nghiên cứa cài tiến thuật
toán giấu tin trong ánh đen trắng đế áp dụng cho ảnh màu và ảnh đa
cấp xám bủng kỹ thuật sử dụng các bít ít quan trọng của ảnh (Least
Significant Bit - LSB) và một sổ kết quả thực nghiệm cùa các nghiên cứu.

5


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

Ngoài đảm bảo an tồn và bảo mật thơng tin, các hệ thông giám sát an
ninh, cảnh báo an ninh cũng được qucm tâm rất nhiêu. M ột trung những
yêu cầu của các hệ thống này là thiẽt bị phút hiện được đói lượng, đặc
biệt là đơi tượng chun động. M ột trong những đơi tượng cún được
phát hiện đó là người đi bộ. Trên các xe hơi thơng minh có xúy dựng

các hệ thống cảnh báo khi phút hiện người đi bộ, hay trên các hệ thúng
giám sát an ninh, canh bảo an ninh cũng cần phát hiện ngiỉời đi bộ và
kiêm sốt an ninh. Trong cuốn sách này, nhóm túc già muôn giới thiệu
tới các bạn một sổ nghiên cứu hiện nay và các phương pháp được đánh
giá cao khi phát hiện người đi bộ trong ảnh. Từ kết quá phát hiện người
đi bộ trong ảnh, có thê phát triên thành phát hiện người đi bộ trong
camera, video bang cách kết hợp thêm các kỳ thuật tracking (theo vết
đoi tượng).
Cuốn sách có thể làm tài liệu tham kháo cho sinh viên hệ kỹ sư, cừ
nhân và các bạn đọc quan tâm đến xử lý ảnh đặc biệt là giấu tin trong
ảnh hay phát hiện đổi tượng, đặc biệt là phát hiện ngicời đi bộ trong ành.
Mặc dù nhóm túc già có nhiều cổ gắng trong cơng tác biên soạn nhưng
cn sách cịn những vân đê chưa thể để cập hết hoặc cịn thiếu sót ở
một mức độ nào đó. Chủng tơi rất mong nhận được sụ góp ỷ xúy dựng
cùa bạn đọc và đông nghiệp để lần tái bản sau được hồn thiện hơn.
Mọi ỷ kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ sau:
Dương Đức Hải — Trưởng khoa Điện tử —Tin học —Trường Đại học
Sao Đỏ.
Email: dduchai03@ gmail.com
Xin trân trọng cảm ơn!
C Á C TÁ C GIẢ

6


Phần 1

MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẤU TIN
TRONG MÔI TRƯỜNG ẢNH TĨNH
WÊttÊÊÊMtKÊtÊtBKBBKtÊÊBBtBKBÊÊÊtÊKBMMÊÊKMBííỂSMíÊ

1.1. Tổng quan vá các phưcmg pháp bảo mậỉ thơng tin
Cuộc cách mạng thông tin kỹ thuật số đã đem lại những thay đổi sâu
sắc trong xã hội và trong cuộc sống của chúng ta. Bên cạnh những
thuận lợi mà thông tin kỹ thuật số mang lại cũng sinh ra những thách
thức và cơ hội mới. Sự ra đời những phần mềm có tính năng rất mạnh,
các thiết bị mới như máy ảnh kỹ thuật số, máy quét chất lượng cao, máy
in, máy ghi âm kỹ thuật số,... đã thúc đẩy khả năng sáng tạo, xử lý và
thưởng thức các dữ liệu đa phương tiện (m ultim edia data). Mạng
Internet toàn cầu đã tạo ra những cơ cấu ảo - nơi diễn ra các q trình
trao đổi thơng tin trong mọi lĩnh vực chính trị, qn sự, quốc phịng,
kinh tế, thương mại. Chính trong mơi trường mở và tiện nghi như thế
xuất hiện những vấn nạn, tiêu cực đang rất cần các giải pháp hữu hiệu
nhàm đảm bảo an toàn thông tin, chống lại các nạn ăn cắp bản quyền,
xuyên tạc thông tin, truy nhập thông tin trái phép,... Việc tìm giải pháp
cho những vấn đề này khơng chỉ giúp ta hiểu thêm về công nghệ phức
tạp đang phát triển rất nhanh này mà còn tạo ra những cơ hội phát triển
mới.
Giải pháp nào cho n h ữ n g vấn đề trên?
Trong một thời gian dài, nhiều phương pháp bảo vệ thơng tin đã được
đưa ra, trong đó giải pháp dùng mật mã được ứng dụng rộng rãi nhất.
Các hệ mã đã được phát triển nhanh chóng và được ứng dụng rất phổ

7


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

biến. Thơng tin ban đầu sẽ được mã hóa thành các ký hiệu vỏ nghĩa, sau
đó sẽ được lấy lại thơng qua việc giải mã nhờ khoá cùa hệ mã. Đã có

nhiều hệ mã phức tạp và hiệu quả được sừ dụng như DES. RSA.
KNAPSACK,...[4],
Trong khuôn khổ của cuốn sách này, nhóm tác già khơng nghiên cứu vẻ
các hệ mã mật mà chỉ tìm hiểu về một phương pháp đã và đang được
nghiên cứu, ứng dụng mạnh mẽ ở nhiều nước trên thê giới. Đó là
phương pháp giấu tin (data hiding) - đây là phương pháp mới đang
được xem như một cơng ngltệ chìa khố cho vấn đê bào vệ bản quyên,
xác nhận thông tin và điều khiển truy cập, ứng dụng trong an tồn và
bảo mật thơng tin.
Giả sử ta có đơi tượng cân bảo mật R (một văn bản, một tám bàn dô
hoặc một tệp âm thanh,...). Nêu dùng phương pháp mã hóa đẻ bảo mật
R ta sẽ thu được bản mật mã của R là R ’ chẳng hạn. Thông thường, R
mang những giá trị “vô nghĩa” và chính điều này làm cho đơi phương
nghi ngờ và tìm mọi cách thám mã. Ngược lại, nếu dùng phương pháp
giấu R vào một đối tượng khác, một bức ảnh F chẳng hạn ta sẽ thu được
bức ảnh F ’ hầ u n h ư không sai khác với F. Sau đó chi cần gừi ảnh F'
cho người nhận. Đe lấy ra bản tin R từ ảnh F ’ ta không cần ảnh gốc F.
Xem như vậy, khi đối phương bắt được tấm ảnh F ' nếu đó là ảnh ]ạ
(ảnh cá nhân, ảnh phong cảnh của những nơi không nổi tiếne) thì khó
nảy sinh nghi ngờ về khả năng chứa tin mật trong F ’.
Như vậy, sự khác biệt giữa mã hóa thơng tin và giấu thơnu tin là mức
độ lộ liễu của đối tượng mang tin mật. Nếu ta phổi hợp hai phương
pháp trên thì mức độ lộ liễu được giảm đến mức tối đa, đồns thời độ an
toàn cũng được nâng cao. Chẳng hạn. ta có thể mã hóa R thanh R ' sau
đó mới giâu R vào ảnh F đê thu được ảnh F '. Tóm lại, giấu thơng tin
và hệ mã mật có quan hệ mật thiết với nhau, cùng xây dựnc nén một hệ
thống an tồn và bảo mật thơng tin.


Phần 1. MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MỒI TRƯỜNG ẢNH TĨNH

H in h 1.1. P hân cấ p các lĩn h vực nghiên cứ u của m ậ t m ã học

/. /. /. Sơ lược vé lịch sử giấu tin
Từ Steganography bắt nguồn từ Hy Lạp và được sử dụng cho tới ngày
nay, nó có nghĩa là tài liệu được phủ (covered writing) hoặc viết bí mật.
Các câu chuyện kể về kỹ thuật giấu thông tin được truyền qua nhiều thế
hệ. Có lẽ những ghi chép sớm nhất về kỹ thuật giấu thông tin (thông tin
được hiểu theo nghĩa nguyên thủy của nó) thuộc về sử gia Hy Lạp
Herodotus. Khi bạo chúa Hy Lạp Histiaeus bị vua Darius bất giữ ờ Susa
vào thế kỷ V trước Công ngun, ơng ta đã gửi một thơng báo bí mật
cho con rể của mình là Aristagoras ở Miletus. Histiaeus đã cạo trọc đầu
của một nô lệ tin cậy và xăm một thông báo trên da đầu của người nô lệ
ấy. Khi tóc của người nơ lệ này mọc đủ dài người nô lệ được gửi tới
Miletus.
Một câu chuyện khác về thời Hy Lạp cổ đại cũng do Herodotus ghi lại.
Môi trường để ghi văn bản chính là các viên thuốc được bọc trong sáp
ong. Demeratus, một người Hy Lạp, cần thông báo cho Sparta rằng
Xerxes định xâm chiếm Hy Lạp. Đe tránh bị phát hiện, anh ta đã bóc
lớp sáp ra khỏi các viên thuốc và khắc thông báo lên bề mặt các viên
thuốc này, sau đó bọc lại các viên thuốc bang một lớp sáp mới. Những
viên thuốc được để ngỏ và lọt qua mọi sự kiểm tra một cách dề dàng.
Mực không màu là phương tiện hữu hiệu cho bảo mật thông tin trong
một thời gian dài. Người Romans cổ đã biết sử dụng những chất sẵn có
như nước quả, nước tiểu và sữa để viết các thông báo bí mật giữa những
hàng văn tự thơng thường. Khi bị hơ nóng, những thứ mực khơng nhìn


KỸ THUẬT xử LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

thấy này trở nên sẫm màu và có thể đọc dễ dàng. Mực không mài
cũng được sử dụng rất gần đâv. như trong thời gian Chiên tranh thê giới
thứ hai.
Ý tưởng về che giấu thơng tin đã có từ hàne nghìn năm vẻ trước nhưng
kỹ thuật này được dùng chù yếu trong quân đội và trong các cơ quan
tình báo. Mãi cho tới
được sự quan tâm cùa
tin với hàng loạt công
thông tin và sự phát

vài thập niên gần đây, giấu thông tin mới nhận
các nhà nghiên cứu và các viện công nghệ thơng
trình nghiên cứu giá trị. Cuộc cách mạng sơ hóa
triên nhanh chóng của mạng trun thơng là

ngun nhân chính dẫn đến sự thay đổi này. Những phiên bản sao chép
hoàn hảo, các kỹ thuật thay thế, sửa đổi tinh vi, cộng với sự lưu thông
phân phối trên mạng của các dừ liệu đa phương tiện đã sinh ra nhiều
vấn đề nhức nhối về nạn ăn cắp bàn quyền, phân phối bất hợp pháp,
xuyên tạc trái phép,...

ỉ. 1.2. Định nghĩa vả phân loại
1.1.2.1. C á c định nghĩa [25]
Đ ịnh nghĩa 1: Giấu thông tin
Giấu thông tin là một kỳ thuật nhúng (giảu) một lượng thủng tin số nùtì
đó vào trong một đổi tượng dừ liệu sổ khúc
Kỹ thuật giâu thơng tin chủ yếu hướng vào hai mục đích sau đâv: một là
bảo mật cho dừ liệu được đem giấu, hai là bảo mật cho chính đối tượng
được dùng đê giâu tin. Hai mục đích khác nhau này dẫn đến hai khuynh
hướng kỳ thuật chù yếu cùa giấu tin.

Khuynh hướng thứ nhât là giâu tin mật (steganography). Khuynh
hướng này tập trung vào các kỳ thuật giấu tin sao cho thône tin giấu
được nhiêu và quan trọng là làm người khác khó phát hiện được một
đối tượng có được giấu tin bên trong hay không.
Khuynh hướng thứ hai là thủy vân số (watermark). Khuynh hướnc thủy
vân sơ có miên ứng dụng lớn hơn nên được quan tâm nghiên cứu nhiều

10


Phẩn 1. MỘT Số KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MÒI TRƯỜNG ẢNH TÌNH

hơn và thực tế đã có rất nhiều kỳ thuật thuộc về khuynh hướng này.
Thủy vân số tập trung vào việc sử dụng kỹ thuật giấu tin, dùng thông tin
giấu để bảo vệ sản phẩm thông tin số như ảnh, audio hay video. Nổi bật
nhất là ứng dụng trong bảo vệ bản quyền.
Định nghĩa 1 mang tính tổng quát về giấu tin. Xét riêng trong kỹ thuật
giâu tin mật, những định nghĩa sau đây cụ thể hơn và được chia theo
các hệ giấu tin mật. Theo đó, các hệ thống giấu tin mật có thể chia
thành ba loại như:
Đ ịnh nghĩa 2: Giấu tin thuần tuý (Pure Steganography)
Một bộ 4 ơ(C,M,D,E’), trong đó c là tập các phương tiện chứa thông tin
cần giấu, M là tập thông điệp cần giấu với |C|>|M|, E: C * M —* c là
một hàm nhúng thông điệp M vào phương tiện chứa c và D: c —>M là
hàm giải tin sao cho D(E(c,m)) = m với mọi m e M, c e c được gọi là
một hệ Pure Steganography.
Đ ịnh nghĩa 3: Giấu tin dùng khố bí mật (Secret Key Steganography)
Một bộ 5 ơ(C,M ,K,Dk,E0’ trong đó c là tập các phương tiện chứa thông
tin cần giấu, M là tập thông điệp cần giấu với |C|>|M|, K là một tập
khố bí mật, Ek'. C * M * K —> c là một hàm nhúng thông điệp M vào

phương tiện chứa c sử dụng khoá K và Dk: C XK —*M là hàm giải tin sao
cho Dk(Ek(c,m,k),k) = m với mọi m e M, c e c và k G K được gọi là
một hệ Secret Key Stegangraphy.
Định nghĩa 4\ Giấu tin dùng khố cơng khai {Public Key Steganography)
Giống như hệ mã mật khố cơng khai, hệ giấu tin mật khố cơng khai
khơng sử dụng việc truyền khố bí mật mà sử dụng hai khố là khố bí
mật và khố cơng khai. Khố công khai được lưu trong cơ sờ dừ liệu
công cộng. Được sử dụng trong q trình giấu tin. Cịn khố bí mật
được sử dụng trong q trình giải tin.
1.1.2.2. P hân loại kỹ thuật giấu tin
Do kỳ thuật giấu thông tin số mới được hình thành trong thời gian gần
đây nên xu hướim phát triển vẫn chưa ôn định. Nhiều phương pháp

11


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

mới, theo nhiều khía cạnh khác nhau đang và sẽ được đé xuảL bới vậ\
một định nghĩa chính xác, một sự đánh giá phân loại rõ ràng chưa thí
có được. Một số tác giả đã đưa ra các cách đanh giá phân loại và các
định nghĩa, nhưng không lâu sau lại có các định nghĩa khác, một sự
phân loại khác được đề xuất. Sơ đồ phàn loại trên hình 1.2 được Fabier
A. p. Petitcolas đề xuất năm 1999 [12].

H ình 1.2. P hân lo ạ i cá c k ỹ th u ậ t giấu tin theo h a i kh uynh h ư ớ n g n ghiên cứ u chính

Sơ đơ phân loại này như một bức tranh khái quát về kỹ thuật giấu thông
tin. Dựa trên việc thống kê sắp xếp khoảng 100 cơng trình đã cơng bố
trên một sơ tạp chí, cùng với thơng tin về tên và tóm tắt nội dung của

khoảng 200 cơng trình cơng bố trên Internet, có thể chia lĩnh vực giấu
dừ liệu ra làm hai hướng lớn, đó là watermarking và steganographv.
Nêu như watermark quan tâm nhiều đến các ứng dụng giấu các mâu tin
ngăn nhưng đòi hỏi độ bên vừng cao của thông tin cần giấu đối với các
biên đôi thông thường của tệp dữ liệu mơi trường thì stesanocraphv lại

12


Phẩn 1. MỘT Số KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MỒI TRƯỜNG ẢNH TĨNH

quan tâm tới các ứng dụng che giấu các bản tin với độ mật và dung
lượng càng lớn càng tốt. Đối với từng hướng lớn này, quá trình phân
loại có thể tiếp tục theo các tiêu chí khác, ví dụ dựa theo ảnh hưởng các
tác động từ bên ngồi có thể chia watermark thành hai loại, một loại
bền vừng với các tác động sao chép trái phép, loại thứ hai lại cân tính
chất hồn tồn đối lập: phải dễ bị phá hủy trước các tác động nói trên.
Cũng có thể chia watermark theo đặc tính, một loại cần được che giấu
để chỉ có một số những người tiếp xúc với nó có thể thấy được thơng
tin, loại thứ hai đối lập, cần được mọi người nhìn thấy.
a) Tltủy vân (Watermark)
Thủy vân là một lượng thông tin nhỏ được nhúng vào một sản phẩm số
nhằm đảm bảo an toàn dữ liệu cho sản phẩm đó như trong những ứng
dụng chứng thực thông tin, bảo vệ bản quyền, phát hiện xuyên tạc,...
Trong thực tế, thủy vân thường là một Logo, thông tin tác già, mã sản
phẩm,...
Những đặc trưng quan trọng của watermark là khả năng bền vững sau
các biến dạng thông thường của môi trường, khả năng chống lại sự tấn
cơng, có thể cùng tồn tại với những watermark khác và yêu cầu một
thuật toán tốt theo nghĩa độ phức tạp tính tốn nhỏ, nhất là giai đoạn

khơi phục thơng tin. Sự quan trọng tương đối của những đặc trưng này
nói chung phụ thuộc vào các ứng dụng cụ thể. Sau đây là các tính chất
chung của watermark.
,
- Tỉnh vơ h ìn h (Invisibility): Watermark phải khơng gây ra bất kỳ sự
chú ý nào cũng như không làm giảm chất lượng của tệp dữ liệu môi
trường. Đặc biệt, dữ liệu watermark trước và sau quá trình nhúng và
giải tin phải giống nhau.
- Tính bền vững (Robust): Những tệp âm thanh, hình ảnh và video vì
lý do nào đó có thể được biến đổi theo một phép xử lý sổ. Ví dụ như
việc thay đổi độ tương phản các tệp video, điều chỉnh âm sẩc cho các
tệp âm thanh,... một watermark phải đù bền vừng trước những biến
đôi thông thường như vậy. Tính bền vừng được thể hiện: watermark

13


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

vẫn còn hiện hữu trong dừ liệu sau các biến dạng thơng thương và cac
cơng cụ đọc watermark có thề phát hiện ra nó dễ dàng.
- Tính d ễ vỡ (Fragility): Trong một số ứng dụng, thủy vân cân đên đặc
trưng ngược với bền vừng đó là “dễ vỡ”, tính dê vỡ thê hiện qua sụ
thay đổi, biến dạng của thủy vân dưới tác động cùa một phép biên đơi
nào đó. Ví dụ các watermark trong cổ phiếu, tiên hay hóa đơn và các
giấy tờ quan trọng phải được phá hủy trong mọi bàn sao bát họp lệ.
Thuộc tính này cùa watermark gọi là tính dễ vỡ.
- Khả năng chổng giả mạo (Tamper - resistance): Đây là kha nâng
tồn tại cùa thủy vân trước mọi dự định nham loại bỏ và thay the
chúng, ngoài nghĩa bền vừng chống lại những sự biên dạng tín hiệu

trong các xừ lý bình thường. Tuy nhiên, đây là một u câu khó khăn
vì một tấn cơng được coi là đạt hiệu quả khi loại bị watermark ma
không thay đôi chất lượng cùa dừ liệu vỏ.
- P h ụ thuộc khoá (Key restrictions)'. Đây là sự phân biệt theo giới hạn
khả năng truy cập. Các giải thích, thơng báo mơ tả tronc watermark
phải sẵn sàng được phát hiện bởi càng nhiều cơ chế dò tim watermark
càng tốt. Ngược lại, những watermark phục vụ mục đích riêne tư như
chữ ký sổ, đánh giấu bàn quyền,... lại cần được che đậy ờ một mức
nhất định nào đó. Người ta phân biệt sự khác nhau đó bời mức độ giới
hạn cùa khoá và phân chia watermark, thành watermark khoá khơng
giới hạn và watermark khố hạn chế. Đương nhiên một giải thuật
khố khơng giới hạn phái kháng cự trước một sự tấn cơne quvết liệt
hơn một giải thuật khố hạn chế.
- Biến th ế vù watermark kép (Modification and M ultiple watermark)
Trong đa sô các ứng dụnc cần thiết phải có sự phân biệt giữa dừ liệu
có chứa watermark và dừ liệu không chứa watermark. Lỗi phát hiện
sai của hệ thơng dị tìm watermark là xác suất mà nó xác định nhám
dừ liệu khơng chứa watermark thành có chứa watermark. Mức độ
nghiêm trọng cùa lồi như vậv phụ thuộc vào các ứng dụna cụ thé.
Trong một sô ứng dụng, lỗi này có thể là thảm hoạ, ví dụ tronc việc

14


Phẩn 1. MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MỒI TRƯỜNG ẢNH TĨNH

điều khiển trong việc chống sao chép cho đĩa DVD; thiết bị sẽ từ chổi
chơi video từ một đĩa nó tìm thấy một watermark nói ràng dừ liệu
khơng được phép sao chép. Những lỗi như vậy hiếm khi xảy ra, tuy
nhiên nếu có, nó sẽ để lại một ảnh hưởng nghiêm trọng tới thị trường

của các nhà sản xuất và phát hành. Những dự chi ngân sách hàng triệu
USD đang được dành cho các công ty thiết kế phương pháp
watermark có xác suất sai nhầm nhỏ.
- C hi p h í tỉnh tốn (Computational cost): Chi phí này xảy ra trong cả
quá trình nhúng và phát hiện watermark. Tuy nhiên, chi phí của phát
hiện watermark thường quan trọng hơn, đặc biệt là việc phát hiện ra
watermark trong các ứng dụng video thời gian thực hoặc âm thanh.
- Tính tiêu chuẩn (Standards): Trong cơng nghệ watermark có những
ứng dụng cân được tiêu chuẩn hóa để sử dụng được trong phạm vi
tồn cầu, ví dụ tiêu chuẩn cho watermark DVD. Hệ thống bảo vệ
chông sao chép dựa vào watermark được tích hợp ngay vào thiết bị
đọc đĩa.
- Đ ộ tin cậy (Reliability): Thiết bị cứng hoặc phần mềm có khả năng
phát hiện thông tin che giấu được gọi là bộ dị tìm. Gọi ‘7o/ phút hiện
sai ” là xác suất phát hiện sai nhầm các thông tin che giấu. Thống kê
cho thấy các bộ dị tìm thường mắc phải các lỗi sau:
+ Bộ dị tìm phát hiện thấy tín hiệu watermark trong một môi trường
không giấu thông tin. Người ta nói bộ dị tìm có lỗi sai dương tính
(false positive error).
+ Ngược lại với trường hợp nói trên, nếu bộ dị tìm khơng phát hiện
được tín hiệu watermark trong một mơi trường có giấu thơng tin.
Người ta nói bộ dị tìm có lồi sai âm tính (false negative error).
+ Trường hợp phát hiện được tín hiệu watermark nhưng sai nội dung
người ta nói bộ dị tìm có lỗi sai bit.
Một bộ dị tìm đuợc gọi là có độ tin cậy cao nếu như nó ít mắc phải
các lỗi trên đây.

15

KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

b) Giấu tin m ật (Steganography)
Steganographv - giấu một thông tin vào một thơng tin khác. Đó là mộ'
phương pháp phần nào tương tự với truyền thông qua kênh thông tin bi
mật, truyền thơng an tồn bàng kỹ thuật trải phổ.... một thịng báo đưọc
mã hóa có thể gây ra sự hồi nghi trong khi một thơng tin được giấu thi
tránh được điều đó.
Steganographv vừa là nghệ thuật vừa là khoa học cúa truyẻn thịng bí
mật. Khác với mật mã nơi mà người thám mã có được bán mã và có thẻ
giải mã, mục đích cùa Steganography là che giấu những thông điệp bén
trong những thông tin khác mà không làm ảnh hườníỉ đáne kê đên chấ!
lượng của thơng tin gốc; bang một cách thức nào đó sao cho người
khơng có thẩm quvền không thể phát hiện hoặc phá hủy chúna.
Steganography có các đặc điểm sau:
- D ung lượ ng giấu tin (Hiding Capacity): Khả năng giấu tin được
đánh giá theo mối liên quan giữa lượng thơng tin có thể giấu với kích
thước của dữ liệu mơi trường. Dung lượng thơng tin giấu phụ thuộc
vào từng ứng dụnc cụ thể.
- Tính trong su ố t đối với tri giác (Perceptual Transparency): Việc
giâu thông tin vào anh nguồn gây ra một số nhiễu trên ành nguỏn.
Điêu này có thê giải thích như sau: việc giấu thông tin được thực hiện
băng cách thay đôi giá trị một số các bit không quan trọnc. điều nà)
có thê gây ra một chút nhiêu cho ảnh mơi trường. Nêu mơi trườni: ban
đâu hồn tồn khơng có nhiễu thì việc giấu tin coi như thất bại. neược
lại các nhiễu được tạo ra sau khi giấu thông tin sẽ khơns phân biệt
được với các nhiều vốn có sẵn của mơi trường, chính tính troníỉ suỏt
được thể hiện ở điểm này.
- Tính bền vững (Robust): Tính bền vững thể hiện qua việc các thõng
tin giàu không bị thay đổi khi ảnh môi trường bị tác độns bơi các

phép xử lý ảnh như:

16


Phẩn 1 MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MÒI TRƯỜNG ẢNH TÍNH

+ Các phép lọc tuyến tính, lọc phi tuyến;
+ Phép cộng nhiễu;
+ Các phép làm sắc nét hoặc làm mờ;
+ Phép biến đổi tỷ lệ;
+ Phép quay ảnh;
+ Phép nén có mất thơng tin;
+ Các phép chuyển đổi từ ảnh số sang ảnh tương tự và ngược lại
(chẳng hạn việc in một ảnh có giấu thơng tin sau đó dùng máy qt
ảnh để qt lại ảnh đó).
Tính bền vững rất quan trọng trong việc bảo vệ bản quyền watermark
vì người vi phạm bản quyền sẽ tìm cách lọc và hủy bỏ các watermark
được nhúng trong ảnh. Hiện đã có các phần mềm chống lại watermark
thực hiện việc loại bỏ các watermark một cách có hiệu quả [16] thậm
chí kỹ thuật này cịn có thể loại bỏ được cả những thông tin nhúng
trong ảnh.
- Khả năng chổng giả m ạo (Tamper - resistance): Khả năng chống
giả mạo nói tới sự khó khăn khi đổi phương định thay thế hoặc làm
giả mạo một thông tin nhúng trong ảnh, chẳng hạn khi người vi phạm
bản quyền thay thế một giấu bản quyền'của người khác bàng một
quyền sở hữu hợp lệ của mình. Một ứng dụng địi hịi có tính bền
vững cao thường cũng địi hỏi khả năng mạnh chống tính giả mạo.
- M ột số đặc điểm khác: Kỳ thuật giấu tin còn một số đặc điểm khác,

chẳng hạn việc mã hóa và giải mã địi hỏi tính tốn phức tạp.' Ngồi
ra một số đặc điểm cịn tùy theo các u cầu đối với từng ứng dụng
độc lập.

17


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

c) N hũng khúc biệt giữa Steganography với Watermarking
B ản g 1.1. P hân b iệ t giữa ste g a n o g ra p h y và W a te rm a rkin g
W aterm arking

steganography
- T ập trung vào việc giấu đư ợc càng

- Không cần giấu nhiều thông tin. ch

nhiều thống tin càng tốt, ứng dụng

cần lượng thông tin nhỏ đâc trưng

trong truyền dữ liệu thông tin mật.

cho bản quyền cùa ngưòn sờ hữu

- Cố gắng làm nhỏ nhất những ảnh

- Trong trư ờ ng hợp thủy vân nhin thả)

hường

đến

ch á t

lượng

của

đối

thi thủy vân sẽ hiện ra

tượng vỏ đẻ không bị chú ý đến dữ
liệu đã đư ợ c giấu trong đó.
- Thay đổi s te g o -o b je c t cũng làm cho

- Thủy vân phải bền vữ ng với moi tán

dữ liệu giấu bị sai lệch (nhất là ứng

cõng có chủ đích h oặc khơng có chủ

dụng trong nhận thự c thơng tin).

đích vào sản phẩm .

1.1.3. Mơ hình cơ bản của kỹ thuật giấu tin
Mơ hình của kỹ thuật giấu tin cơ bản được trình bày trên hình 1.3.

M

vl

ỉ= ^ ©

H ình 1.3. Lư ợ c đồ chu ng cho quá trinh g iấ u th ơng tin

Hình 1.3 biêu diên q trình giâu thơng tin cơ bàn. Phươns tiện chửi
bao gơm các đôi tượng được dùrm làm môi trường để giấu tin như vảr
ban, anh, audio, video.... dữ liệu giấu là một lượng thơng tin manc
nghĩa nào đó. tùy thuộc vào mục đích của người sứ dụn2 . Thỏns tin si

18


Phần 1. MỘT Số KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MÒI TRƯỜNG ẢNH TĨNH

được giấu vào trong phương tiện chứa nhờ một bộ nhúng, bộ nhúng là
những chương trình, những thuật toán để giấu tin và được thực hiện với
một khoá bí mật giống như các hệ mật mã cổ điển. Sau khi giấu tin ta
thu được phương tiện chứa đã mang thơng tin và phân phối sử dụng
trên mạng.
Trên hình

vẽ:

Secret M essage (M): Thông tin cần giấu.
Cover Data (I): Dừ liệu phủ, môi trường giấu tin.

Em bedding Algorithm (E): Bộ mã hố/giải mã là những chương trình,
những thuật tốn nhúng tin.
Key (K): Khố bí mật, sử dụng trong kỹ thuật giấu tin.
Stego Data (S): Dữ liệu mang tin mật.
Control (C): Kiểm tra thông tin sau khi giải mã
Thông tin được giấu vào phương tiện chứa, theo một thuật toán, sử
dụng khố bí mật dùng chung giữa người gừi và người nhận tin.

)

H ìn h 1.4. L ư ợ c đồ của q trình g iả i m ã thơng tin

V.


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỀN

Hình 1.4 chỉ ra các công việc giải mã thông tin đã giấu. Sau khi nhận
được đối tượng có giấu thơng tin, q trình giải mã được thực hiện
thơng qua một bộ giải mã tương úng với bộ nhúng thông tin cùng với
khố của q trình nhúng. Kết quả thu được gồm phương tiện chứa gốc
và thông tin đã giấu. Bước tiếp theo thông tin giấu sẽ được xử lý kiếm
định so sánh với thông tin giấu ban đâu.

1. 1.4. Những ứng dụng cơ bản của giấu tin [2 8 ]
ỉ . 1.4.1. B ảo vệ bản qu yền tác giả (cop yrigh t p rotection )
Đây là ứng dụng cơ bàn nhất cùa kỳ thuật thủy vân số. Một thông tin
nào đó mang ý nghĩa quyền sở hữu tác giả sẽ được nhúng vào ưong các
sản phẩm, thủy vân đó chi một mình người chủ sở hữu hợp pháp các sản
phẩm đó có và được dùng làm minh chứng cho bàn quyền sàn phâm. Già

sừ có một thành phâm dừ liệu dạng đa phương tiện như ảnh. ảm thanh,
video cần được lưu thông trên mạng. Để bào vệ các sản phẩm chống lại
các hành vi lấy cắp hoặc làm nhái cần phải có một kỹ thuật để "dán tem
bản quyền” vào sản phẩm này. Việc dán tem hay chính là việc nhúng thủy
vân cẩn phải đảm bảo không để lại một ảnh hưởng lớn nào đến việc cảm
nhận sản phâm. Yêu cầu kỹ thuật đối với ứng dụng này là thủv vân phải
tơn tại bền vững cùng vói sản phẩm, muốn bỏ thùy vân này mà không
được phép của người chù sờ hữu thì chi có cách là phá hủy sản phẩm.

a) Ả nh hoa hông g ố c

b) Ả nh hoa hồ n g sa u k h i g iấ u thơng
tin bản quyển

H ình 1.5. H a i ảnh trư ớ c và sau k h i giấ u tin g iố n g h ệ t nhau
nếu nhìn bằ ng m ắt thư ờ ng

20


Phẩn 1. MỘT Số KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MỜI TRƯỜNG ẢNH TĨNH

1.1.4.2. N h ậ n th ự c th ô n g tin hay phát hiện xu yên tạc th ô n g tin
(au th en tica tio n and ta m p er detection)
Một tập các thông tin sẽ được giấu trong phương tiện chứa, sau đó được
sử dụng để nhận biết xem dừ liệu trên phương tiện gốc đó có bị thay đổi
hay khơng. Các thủy vân nên được ẩn để tránh sự tò mò của kẻ thù, hơn
nữa việc làm giả các thủy vân hợp lệ hay xuyên tạc thông tin nguồn
cũng cần được xem xét. Trong các ứng dụng thực tế, người ta mong
muốn tìm được vị trí bị xun tạc cũng như phân biệt được các thay đổi

(ví dụ như phân biệt xem một đối tượng đa phương tiện chứa thông tin
giấu đã bị thay đổi, xuyên tạc nội dung hay là chỉ bị nén mất dữ liệu).
Yêu cầu chung đối với ứng dụng này là khả năng giấu thông tin nhiều
và thủy vân không cần bền vững trước các phép xử lý trên đối tượng đã
được giấu tin.

a) Clinton và Hillary

b) Clinton và Monica

H ìn h 1.6. H a i ảnh C linton rấ t khó đánh giá ảnh nào là giả m ạo

1.1.4.3. G iấu vân tay hay dán nhãn (F in g erp rin tin g and labeling)
Thủy vân được sử dụng để nhận diện người gửi hay người nhận của
một thơng tin nào đó trong ứng dụng phân phối sản phẩm. Thủy vân
trong trường hợp này cũng tương tự như so serial của sản phẩm phần
mềm. Mỗi một sản phẩm sẽ mang một thủy vân riêng. Ví dụ như các
vân khác nhau sẽ được nhúng vào các bản copy khác nhau của thông tin
gốc trước khi chuyển cho nhiều người. Với những ứng dụng này thì yêu
cầu đảm bảo độ an toàn cao cho các thủy vân tránh sự xố giấu vết
trong khi phân phổi (Hình 1.7).

21


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

IJ

original

w*

N Customers

H ình 1.7. ứng dụng trong phân p h ố i sản p h ẩ m

1.1.4.4. Đ iều khiển sao chép (C opy control)
Điều mong muốn đối với các hệ thống phân phối dừ liệu đa phương tiện
là tồn tại một kỳ thuật chống sao chép trái phép dữ liệu. Có thể sừ dụng
thủy vân để chỉ trạng thái sao chép của dữ liệu. Các thúy vân trong
những trường hợp nàv được sử dụng để điều khiển sao chép đối với các
thông tin. Các thiết bị phát hiện ra thủy vân thường được gấn sẵn vào
trong các hệ thống đọc ghi. Ví dụ như hệ thống quản lý sao chép DVD
đã được ứng dụng ở Nhật. Thủy vân mang các giá trị chi trạnc thái cho
phép sao chép dữ liệu như “copy never” - không được phép sao chép
hay “copy once - chi được copy một lần. Sau khi copv xona. bộ đọc.
ghi thủy vân sẽ ghi thủy vân mới chỉ trạng thái mới lên DVD. Các ứng
dụng loại này cũng yêu cầu thủy vân phải được bảo đàm an toàn va
cũng sử dụng phương pháp phát hiện thủy vân đã giấu mà khónc cần
thơng tin gốc.
1.1.4.5. G iâu tin m ật (Stegan ograp h y)
Các thông tin giàu được tronu những trường hợp này càna nhiêu canc
tôt, việc giải mã đê nhận được thông tin cũng không cần phươnc tiện
22


Phần 1. MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MỜI TRƯỜNG ẢNH TÍNH

chứa gốc ban đầu. Các yêu cầu mạnh về chống tấn công của kẻ thù

không cần thiết lắm, thay vào đó là thơng tin giấu phải được bảo mật.

. 1.5. ũiấu thông tin trong dữ liệu đa phương tiện [19 ]
1.5.1. G iấu tin tron g ảnh
Hiện nay, giấu thông tin trong ảnh là một bộ phận chiếm tỷ lệ lớn nhất
trong các chương trình ứng dụng, các phần mềm, hệ thống giấu tin
trong đa phương tiện bởi lượng thông tin được trao đổi bằng ảnh là rất
lớn và hơn nữa giấu thơng tin trong ảnh cũng đóng vai trò hết sức quan
trọng trong hầu hết các ứng dụng bào vệ an tồn thơng tin như: nhận
thực thơng tin, xác định xuyên tạc thông tin, bảo vệ bản quyền tác giả,
điều khiển truy cập, giấu thông tin mật,... Chính vì thế mà vấn đề này đã
nhận được sự quan tâm rất lớn của các cá nhân, tổ chức, trường đại học
và các viện nghiên cứu trên thế giới.
Thông tin sẽ được giấu cùng với dừ liệu ảnh nhưng chất lượng ảnh ít
thay đổi và chẳng ai biết được đang sau ảnh đó mang những thơng tin
có ý nghĩa. Ngày nay, khi ảnh số đã được sử dụng rất phổ biến, thì giấu
thơng tin trong ảnh đã đem lại nhiều những ứng dụng quan trọng trên
các lĩnh vực trong đời sống xã hội. Ví dụ như đối với các nước phát
triển, chữ ký tay đã được số
hóa và lưu trữ sử dụng như
là hồ sơ cá nhân của các
dịch vụ ngân hàng, tài
chính. Nó được dùng để
nhận thực trong các thẻ tín
dụng cùa người tiêu dùng.
Hay trong một số những
ứng dụng về nhận diện như
thẻ chứng minh, thẻ căn
cước, hộ chiếu,... người ta
có thể giấu thơng tin trên

H ình 1.8. M ộ t ảnh thẻ chứ ng m inh đã
đư ợ c giấu tin s ử dụng trong công tác
nhận dạng

các ảnh thé để xác định

23


KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH, ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

thông tin thực. Ví dụ như hình 1.8 là một thẻ chứng minh đã được giấu
tin trong ảnh. Thông tin giấu là số thẻ "123456789" trùng với sô đi
được in rõ ờ trên thè ngay phía dưới ảnh.
Phần mềm WinWord của Microsoft cũng cho phép người dùng lưu trù
chữ ký trong ảnh nhị phân rồi gẳn vào vị trí nào đó trong file văn bản đé
đảm bảo tính an tồn của thơng tin. Tài liệu sau đó được trun trực tiép
qua máy fax hoặc lưu truyền trên mạng. Theo đó. việc nhận thực chừ ki.
xác thực thông tin đã trở thành một vấn đề cực kỳ quan trọng khi ma
việc ăn cap thông tin hay xuyên tạc thông tin bởi các tin tặc đang tro
thành một vấn nạn đối với bất kỳ quốc gia nào, tơ chức nào. Thêm vào
đó, lại có rất nhiều loại thơng tin quan trọng cần được báo mật nhu
những thông tin về an ninh, thông tin về bảo hiêm hay các thơng tin vẻ
tài chính. Các thơng tin này được số hóa và lưu trữ trong hệ thơng má)
tính hay trên mạng. Chúng rất dễ bị lấy cắp và bị thay đôi bời các phán
mềm chuyên dụng. Việc nhận thực cũng như phát hiện thône tin xuyên
tạc đã trở nên vô cùng quan trọng, cấp thiết. Một đặc điêm cua giâu
thơng tin trong ảnh nữa đó là thơng tin được giấu một cách vỏ hình. Nó
như là cách truyền thông tin mật cho nhau mà người khác không thé

biêt được, bởi sau khi giấu thông tin thì chất lượng ảnh gần như khịng
thay đổi đặc biệt đối với ảnh màu hay ảnh xám. Gần đây báo chí đã đưa
tin vụ việc ngày 11-9 gây chấn động nước Mỹ và tồn thế giới: Chính
trùm khủng bố quốc tế Osama Bin Laden đã dùng cách thức eiấu thông
tin trong ảnh đê liên lạc với đồng bọn và hẳn đã qua mặt được cục tình
báo trung ương Mỹ CIA và các cơ quan an ninh quốc tế. Chấc chấn sau
vụ việc này, thì việc nghiên cứu các vấn đề liên quan đến giấu thông tin
trong ảnh rất được quan tâm.
1.1.5.2. G iấu tin trong audio
Giâu thông tin trong audio mang những đặc điểm riêng khác với giảu
thông tin trong các đối tượng đa phương tiện khác. Một tron2 những
yêu cầu cơ bản của giấu tin là đàm bào tính chất ẩn cùa thôna tin được
giâu, đông thời khôrm làm ảnh hưởrm đến chất lượng cùa dữ liệu. Đẻ

24


Phẩn 1. MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG MỒI TRƯỜNG ẢNH TĨNH

đảm bảo yêu cầu này, ta lưu ý ràng kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh
phụ thuộc vào hệ thống thị giác của con người - HVS (Human Vision
System) cịn kỹ thuật giấu thơng tin trong audio lại phụ thuộc vào hệ
thống thính giác HAS (Human Auditory System). Một vấn đề khó khăn
ở đây là hệ thống thính giác của con người nghe được các tín hiệu ở các
dải tần rộng và công suất lớn nên đã gây khó dễ đối với các phương
pháp giấu tin trong audio. Tuy nhiên, tai người lại kém trong việc phát
hiện sự khác biệt các dải tần và cơng suất, có nghĩa là các âm thanh to,
cao tần có thể che giấu được các âm thanh nhỏ thấp một cách dễ dàng.
Các mơ hình phân tích tâm lý đã chỉ ra điểm yếu trên và thơng tin này
sẽ giúp ích cho việc chọn các audio thích hợp cho việc giấu tin. v ấ n đề

khó khăn thứ hai đối với giấu thơng tin trong audio là kênh truyền tin.
Kênh truyền hay băng thông chậm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng thông
tin sau khi giấu. Ví dụ để nhúng một đoạn ịavci applet vào một đoạn
audio (16 bit, 44.100 Hz) có chiều dài bình thường thì các phương pháp
nói chung cũng cần ít nhất tốc độ đường truyền là 20 bps. Giấu thông
tin trong audio địi hỏi u cầu rất cao về tính đồng bộ và tính an tồn
của thơng tin. Các phương pháp giấu thông tin trong audio đều lợi dụng
điểm yếu trong hệ thống thính giác của con người.
1.1.5.3. G iấu th ô n g tin trong video
Cũng giống như giấu thông tin trong ảnh hay trong audio, giấu tin trong
video cũng được quan tâm và được phát triển mạnh mẽ cho nhiều ứng
dụng như điều khiển truy cập thông tin, nhận thực thông tin và bảo vệ
bản quyền tác giả. Ta có thể lấy một ví dụ là các hệ thống chương trình
trả tiền xem theo đoạn với các video clip (pay per view application).
Các kỹ thuật giấu tin trong video cũng được phát triển mạnh mẽ theo
hai khuynh hướng là Data watermark và Steganography. Một phương
pháp giấu tin trong video được đưa ra bởi Cox là phương pháp phân bố
đều. Ý tưởng cơ bản của phương pháp là phân phối thông tin giấu dàn
trải theo tần số cùa dừ liệu chứa gốc. Nhiều nhà nghiên cứu đã dùng
những hàm cosin riêng và các hệ số truyền sóng riêng để giấu tin.
Trong các thuật toán khởi nguồn, thường các kỹ thuật cho phép giấu các

25