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浮水印技術概述

浮水印技術概述. 長庚電機 碩一 張晉銓 主要參考 : 浮水印技術對數位醫學影像之品質影響 張咸堯 資訊安全通訊 Communication of CCISA Vol. 9 NO.2 March 2003 Distributed Multimedia Databases: Techniques and Application. Table of contents. 簡介浮水印 數位浮水印嵌入技術 數位浮水印所需的必要條件 數位智慧財產權的分類 浮水印技術慨述 結果 討論.

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浮水印技術概述

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Presentation Transcript

  1. 浮水印技術概述 長庚電機 碩一 張晉銓 主要參考 : 浮水印技術對數位醫學影像之品質影響 張咸堯 資訊安全通訊 Communication of CCISA Vol. 9 NO.2 March 2003 Distributed Multimedia Databases: Techniques and Application

  2. Table of contents • 簡介浮水印 • 數位浮水印嵌入技術 • 數位浮水印所需的必要條件 • 數位智慧財產權的分類 • 浮水印技術慨述 • 結果 • 討論

  3. 浮水印 • 在欲保護的著作上崁入商標或一些訊息(即為浮水印)，當要確認版權歸誰有，可取出浮水印做為證明,。 • 可運用在影像,視訊,音訊…等有版權的東西 • 一般常見的浮水印：可視性與不可視性

  4. 數位浮水印嵌入技術 • 空間域(Spatial Domain) • 頻率域(Frequency Domain) • 混合(Hybrid) • 視覺密碼學

  5. 數位浮水印的目標 • 透明性(Transparency) • 強韌性(Robustness) • 安全性(Security) • 忘卻性(Oblivious) • 多浮水印(Multiple Watermarking) • 清晰的(Unamebiguous)

  6. 數位智慧財產權的分類I:原圖 K:私密金鑰 M:浮水印 I’:測試圖 (1)Private marking： 需要嵌入前的原圖配合才能取出浮水印。 F：I’ * I * K * M ->{0, 1} 需要大量的空間管理原圖與浮水印，還有許多 種的私密金鑰

  7. 數位智慧財產權的分類I:原圖 K:私密金鑰 M:浮水印 I’:測試圖 (2)Semi-private marking： 不需要原圖就可以檢驗 F：I’ * K * M -> {0, 1}

  8. 數位智慧財產權的分類I:原圖 K:私密金鑰 M:浮水印 I’:測試圖 (3)Public marking (blind marking)： 無原圖下，只需要私密金鑰就可取出浮水印 F：I’ * K -> M

  9. 數位智慧財產權的分類I:原圖 K:私密金鑰 M:浮水印 I’:測試圖 (4)Asymmetric marking (Public key marking)： 只需公開金鑰便可驗證浮水印存在 但要有私密金鑰才可移除浮水印 能加強金鑰的安全性

  10. 浮水印技術 • 頻域 : (1) COX 法 (2) C.T.HSU 法 (3)不需原圖法 (4) Tsai… • 時域 : Tseng法… • 其他 : 1.利用碎形原理 2.次頻帶編碼技術…

  11. 改良後Cox法 • vi’= vi +αxi

  12. 原始數 位影像 原始浮水印 2.DCT 1.以亂數攪亂浮水印 4.浮水印區塊與 原圖區塊之配對 3.影像區塊 重排 5.藏入浮水印 資料 6.反向重排 離散餘弦 反轉換(IDCT) 已藏匿浮水印之 數位影像 (頻域) HSU 方法 流 程

  13. Hsu取出 浮水印 的流程圖

  14. 不需原圖法 • Just-noticeable difference (JND)

  15. Tsai Gray-Level Watermarking • 影像256*256，浮水印128*128為例 計算DCT係數平均值 量化表

  16. (時域)Tseng方法 1.由於區塊灰階平均值隱藏技術 有可 能產生反轉效應，所以要把原始影像 做一些處理。

  17. 區塊數目及區塊所含值之數目 對應維矩陣之位置 16個數目 1 4097 ……… 57345 61441 1 2 1 2 ……………. 15 16 2 4098 ……… 57346 61442 ……… ……… 4096個區塊 1 2 …………….. 15 16 4096 8192 ……… 61440 65536 2.把處理過之影像重新排列 65536 / 4096 = 16 舉例 影像 :256*256 浮水印 :64*64

  18. 原始浮水印 3.嵌入浮水印 (1)計算每個區塊的平均值 (2)根據浮水印的值，來計算修正值 其中p為自訂數，w(i)為浮水印的值 (3)根據平均值()和修正值()來藏入浮水印，計算如下: 4.把嵌入浮水印後得到之反向重排，即可得到一張加入浮水印之影像。 原始影像 結果

  19. Tseng取出浮水印法 • 先將待測影像打散重排 • 計算每一區塊的平均值

  20. 誤差圖的評估

  21. 各種浮水印技術的差異 • Cox，Hsu，Tsai需要原圖才可解浮水印 • 不需原圖法與Tseng法不需原圖就可以解出 • Tsai 可嵌入灰階浮水印 • Tseng可嵌入的資料量較大 • Cox，Hsu，Tsai，不需原圖法都為頻域技術 • Tseng為時域技術

  22. 結論 • 頻域的方法較容易理解 • 時域的演算法較易實現 • 浮水印中的黑點數目，浮水印大小都會影響PSNR值 • 根據所需的用途選擇適合的浮水印技術

  23. 結束 謝 謝 大 家 !!!

  24. DCT

  25. Return Effect

  26. Reason In the algorithm , the block is regarded as an unit. Form accounting , between two block which are side by side were produced of the difference ! Block Effect

  27. 原圖區 塊編號 8*8區塊內 非零值的數目 浮水印 區塊編號 2*2區塊內 有值的數目 浮水印 區塊編號 原圖影像 區塊編號 4 52 2 4 0 1 0 1 0 43 3 4 2 36 0 3 2 3 2 3 5 32 1 2 7 26 5 2 4 5 4 5 1 12 7 2 6 10 4 1 6 7 6 7 3 8 6 1 關於頻域影像區塊重排

  28. + = 原始影像 數位浮水印 嵌入浮水印後之影像 圖為可視性浮水印 圖為不可視性浮水印

  29. 空間域 • 所謂空間域的技術是以直接改變或調整數位媒體 單位元素，來達成嵌入資訊的目的。最典型的代 表技術就是LSB(Last Significant Bit) • 優點在於計算快速、透明性好，但對於幾何變形(Geometric Transform)如旋轉及壓縮較為脆弱

  30. 頻率域 • 這類的主要轉換技術，有傅立葉轉換(FT)，離散餘弦轉換(DCT)或離散小波轉換(DWT)等技術。 • 其中小波轉換有許多數學模型可進行轉換，如Antonini 、Haar、Daub4、villa4等。許多文獻指出離散小波轉換有很好的特性。 • DWT具有提供了數位媒體的多重解析(Multi-resolution)觀點。而JPEG2000採用小波轉換的影響，使小波轉換更受重視。

  31. 混合 • Kii提出結合Patchwork和DCT的方法可以有效加強浮水印的強韌性。還有Lu等人提出”雞尾酒式浮水印”(Cooktail Watermark)的新方法，讓影像嵌入兩個互補式的浮水印，再遭遇攻擊時，能夠加強浮水印的強韌性。

  32. 視覺密碼學的研究技術 • Chang和Chung以視覺密碼學為基礎提出一視覺秘密分享技術。運用所要處理的影像打散產生所要疊合的子圖1，另外運用所要嵌入的的浮水印與子圖1產生子圖2。要驗證時只有將子圖1和子圖2疊合即可。這個方法不需要繁雜的計算就可以取出浮水印，但是缺點是不可使用灰階影像。

  33. Toral autopmorphism

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