بخشی از مقاله
چکیده
امروزه با پیشرفت فنآوری چندرسانهای روشهای مختلفی برای نهاننگاری دیجیتال بهمنظور حفاظت از حق مالکیت ارائه شده است. این مقاله یک الگوریتم نهاننگاری دیجیتال بر اساس تبدیل موجک گسسته - DWT - بر روی تصاویر رنگی - RGB - میباشد. در این روش نهان نگاری از مدل سیستم بینایی انسان جهت ایجاد شدت مناسب پیوند نهاننگاری استفاده میشود. هدف این روش نهاننگاری برای پنهانسازی یک تصویر اطلاعات در تصاویر رنگی بهخصوص تصاویر رنگی سونار اسکن جانبی بر اساس تبدیل موجک گسسته میباشد .
سونار اسکن جانبی یک وسیله تصویربرداری رایج برای استفاده در زیردریا و یافتن آثار مخروبه و موانع بستر دریا است. دادههای سونار اسکن جانبی و دادههای مربوط به کف دریا یک نمایش اجمالی از ساختار ظاهری بستر دریا فراهم میکنند. در روش پیشنهادی، جاسازی و استخراج تصویر نهاننگار از تصویر اصلی توسط الگوریتم DWT انجام میگیرد که نتایج شبیهسازی حاصل این روش PSNR مطلوبی دارد.
-1 مقدمه
با توجه به توسعه رایانه و گسترش فن آوری شبکه، تبادل اطلاعات چندرسانهای دیجیتال در سالهای اخیر آسانتر شده است. با توجه به عدم آگاهی کافی از مالکیت معنوی، وضعیت کپی غیرقانونی و گسترش حق تکثیر، حفاظت از حق مالکیت در حال رشد جدی می باشد. به منظور بالا بردن احترام به مالکیت معنوی، روش نهاننگاری دیجیتال به عنوان یک روش برای جاسازی یک سیگنال نامرئی و یا قابل مشاهده در دادههای چندرسانهای ارائه شده است، تا با شناسایی صاحب داده، کپی غیرمجاز را از بین ببرد.
برخلاف رمزگذاری که برای انتقال مفید می باشد ولی راهی برای بررسی دادههای اصلی در فرم حفاظت شده فراهم نمیآورد چون نهاننگار در محتوای اصلی خود باقی مانده و کاربر را از گوش دادن، بررسی کردن، آزمودن و یا دستکاری باز نمی دارد. همچنین برخلاف ایدهی پنهاننگاری، که در آن روش پنهان کردن پیام ممکن است مخفی بوده و پیام خود نیز مخفی باشد، در نهاننگاری معمولا روند جاسازی نهاننگار شناخته شده است و لزومی ندارد پیام مخفی باشد . - Podilchuk and Delp, 2001 -
با توجه به دامنهای که نهاننگار در آن درج شده است، این روشها به دو دسته روشهای حوزه فضایی و حوزه تبدیل تقسیمبندی میشوند . - Santhi and Thangavelu, 2009 - روشهای حوزه فضایی دادههای دیجیتال را بهطور مستقیم برای مخفی کردن بیتهای نهاننگار اصلاح نموده و پیچیدگی محاسباتی پایین از مزیت آن محسوب می شود. از سوی دیگر روش حوزه تبدیل - فرکانس - مقادیر پیکسل را به طور مستقیم تغییر نمی دهد بلکه ضرایب تبدیل برای مخفی کردن بیتهای نهاننگار از جمله تبدیل کسینوسی گسسته - DCT1 - ، تبدیل موجک گسسته - DWT2 - و مقدار منحصر به فرد تجزیه - SVD3 - را قدری اصلاح میکند - Lai and Tsai, 2010 - و . - Lin et al, 2009 -
نقد و بررسی مقاله روی تبدیل موجک گسسته برای مخفی کردن اطلاعات در تصاویر رنگی دیجیتال انجام شده است. در مقاله - Lai and Tsai, 2010 - یک روش نهاننگاری تصویر ترکیبی بر اساس DWT و SVD میباشد که در آن نهاننگار بر روی مقادیر منفرد از DWT در زیر باندهای تصویر جاسازی شده است. در - Lin et al, 2009 - ، مکانیسم نهاننگاری دوگانه نوین برای رسانههای دیجیتال پیشنهاد شده که یک الگوی قابل مشاهده را به حوزه فضایی یا مکانی و یک لوگوی نامرئی را به حوزه فرکانس جاسازی میکند. نهاننگار مرئی مالکیت تصویر حمایتی را از طریق ادراک بصری نشان میدهد. علاوه بر این، حتی اگر تصویر نهاننگاری شده مرئی متحمل دستکاری شود، ما میتوانیم نهاننگار نامرئی را برای اثبات حق تکثیر از تصویر بازیابی کنیم. یک روش نهاننگار ترکیبی تصویر در - Hemdan et al, 2013 - برای مخفی کردن دادهها بر روی اینترنت ارائه شده است.
در این روش پیشنهاد شده برای نهاننگاری تصاویر چندگانه ترکیبی در تصویر اصلی با استفاده از الگوریتم نهاننگاری DWT-SVD برای تولید تصویر نهاننگاری انجام گیرد. روش نهاننگاری تصویر با استفاده از DWT-SVD ترکیبی قویتر ارایه می دهد. در - Ramakrishnan et al, 2011 - توسعه یک الگوریتم نهاننگاری تصویر ترکیبی که هم غیرقابل درک بودن و هم مقاومت مورد نیاز را برآورده میسازد، مورد بررسی قرار گرفته است. برای رسیدن به این اهداف، مقادیر منفردی از HL تبدیل موجک و زیر باندهای LH برای نهاننگار جاسازی شده استفاده میشود.
کلید جاسازی شده مخفی برای جاسازی نهاننگاری به صورت مخفی طراحی شده است، به طوری که این روش نسبت به جعل و تقلب قوی میباشد. طرحهای نهاننگاری DWT و DWT-SVD در - Bisla. N and Chaudhary, 2013 - پیشنهاد شده که با استفاده از مقادیر PSNR4 روی مقادیر مختلف فاکتور مقیاس در تصاویر خاکستری انجام شده است. هدف این تحقیق ارایه یک روش نهاننگاری برای پنهانسازی یک تصویر اطلاعات در تصاویر رنگی بهخصوص تصاویر رنگی سونار اسکن جانبی بر اساس تبدیل موجک گسسته می باشد. سونار اسکن جانبی یک وسیله تصویربرداری رایج برای استفاده در زیردریا و یافتن آثار مخروبه، موانع بستر دریا و یا هر نوع کاربرد دیگر است که میتوانند برای کشتیرانی و تاسیسات دریایی مربوط به صنعت نفت و گاز خطرناک باشند.
به علاوه وضعیت خطوط لوله و کابلها بر بستر دریا میتواند با استفاده از سونار اسکن جانبی بررسی شود. دادههای سونار اسکن جانبی و دادههای مربوط به کف دریا یک نمایش اجمالی از ساختار ظاهری بستر دریا فراهم میکنند. سونار اسکن جانبی از یک وسیله سونار که پالس هایی به پایین به سوی بستر دریا در گسترهی یک زاویه بزرگ منتشر میکند، استفاده می نماید. این وسیله قادر است اشیاء بزرگی را که بر روی بستر دریا افتادهاند و در آب تاریک دریا کاملا نامرئی هستند، پیدا کند . - Flemming. B.W, 1976 - استفاده این روش نهاننگاری بر روی تصاویر سونار، به دلیل اهمیت تصاویر و اطلاعات بدست آمده از زیردریاییها و سایر زیرسطحیها میباشد که نیاز است، در صورت تبادل این تصاویر از طریق اینترنت و یا هر شبکه ارتباطی دیگر بین پایگاهها و یا مراکز مختلف نظامی و تحقیقاتی امنیت آنها حفظ گردد.
-2 تبدیل موجک گسسته - DWT -
حوزه تبدیل موجک یک دامنه مورد قبول برای جاسازی نهاننگار است. DWT یک تبدیل متعامد شبیه به تبدیل کسینوسی گسسته - DCT - میباشد که میتواند برای فشرده سازی صدا و تصویر، تشخیص گفتار، استخراج ویژگی، اثر انگشت، نهاننگاری و بسیاری از برنامههای کاربردی دیگر در مهندسی پزشکی مورد استفاده قرار گیرد . - Malakooti et al, 2013 - این یک روش حوزه فرکانس است که در آن ابتدا تصویر به حوزه فرکانس تبدیل شده و سپس ضرایب فرکانسی آن مطابق با ضرایب تبدیل نهاننگار، اصلاح شده و تصویر نهاننگاری شدهی بسیار قوی به دست میآید. در تجزیه سطح DWT تصویر را بصورت سلسله مراتبی با فراهم کردن دو توصیف فضایی و فرکانسی از تصویر تجزیه میگردد.
تجزیه یک تصویر در سه جهت فضایی به عنوان مثال افقی، عمودی و مورب بوده در نتیجه تصویر را به چهار بخش مختلف یعنی LL، LH، HL و HH جدا میکند. در اینجا حرف اول اشاره به استفاده از هر دو عملیات فرکانس پایینگذر و یا عملیات فرکانس بالاگذر برای ردیف و حرف دوم اشاره به فیلتر اعمال شده به ستونهای تصویر دارد. سطح LL پایینترین سطح وضوح است که متشکل از بخش تقریبی از تصویر پوشش میباشد. بقیه سه سطح به عنوان مثال LH، HL، HH اطلاعات دقیقتری از تصویر پوشش را ارایه میدهند . - Ram. B, 2013 -
-3 معرفی رویکرد پیشنهادی
در این مقاله سعی شده است که با استفاده از تبدیل DWT یک سیستم نهاننگاری مقاوم طراحی شود. به این منظور، یک روش نهاننگاری کور - بدون نیاز به تصویر مرجع - در دامنه فرکانسی ارائه شده که یک تصویر رنگی را نهاننگاری میکند. الگوریتم مورد نظر یک تصویر باینری و یا رنگی را درون یک تصویر رنگی مخفی مینماید. بدین منظور ابتدا تصویر که همان نهاننگار است، توسط کلیدی رمزگذاری میشود. این عمل سبب مقاومتر شدن نهاننگاری در برابر شناسایی و حذف میگردد.
