Luận Văn Kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000

LỜI MỞ ĐẦU​ Môi trường mạng Internet phát triển rộng rãi cùng với sự hỗ trợ của các phương tiện đa truyền thông đã đem lại nhiều thuận lợi và cơ hội cho con người trên mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, trong giao lưu, hợp tác, kinh doanh, . Nhưng đồng thời, nó cũng đặt ra nhiều thách thức trong việc đảm bảo an toàn cho các thông tin được truyền giao qua các phương tiện truyền thông như: nguy cơ sử dụng trái phép và xuyên tạc bất hợp pháp thông tin lưu chuyển trên mạng. Việc sử dụng một cách bình đẳng, an toàn các dữ liệu đa phương tiện cũng như cung cấp một cách kịp thời tới nhiều người dùng cuối và các thiết bị cuối cũng là một vấn đề quan trọng.
Hơn nữa, sự phát triển mạnh của các phương tiện kỹ thuật số đã làm cho việc lưu trữ, sửa đổi và sao chép dữ liệu ngày càng đơn giản, từ đó việc bảo vệ bản quyền và chống xâm phạm trái phép các dữ liệu đa phương tiện (âm thanh, hình ảnh, tài liệu) cũng gặp nhiều khó khăn. Một công nghệ mới ra đời đã phần nào giải quyết được các khó khăn trên là giấu thông tin trong các nguồn đa phương tiện như các nguồn âm thanh, hình ảnh, ảnh tĩnh. Mục tiêu của giấu thông tin là làm cho thông tin trở nên vô hình, từ đó khiến ta không thể thấy được đối tượng.
Trong những năm gần đây, giấu thông tin trong ảnh là một bộ phận chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các chương trình ứng dụng, phần mềm, hệ thống giấu tin trong đa phương tiện bởi lượng thông tin được trao đổi bằng ảnh là rất lớn. Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hầu hết các ứng dụng bảo vệ an toàn thông tin như: nhận thực thông tin, xác định xuyên tạc thông tin, bảo vệ bản quyền của tác giả Thông tin sẽ được giấu cùng với dữ liệu ảnh nhưng chất lượng ảnh ít thay đổi và không ai biết được đằng sau nó mang những thông tin có ý nghĩa. Ngày nay, khi ảnh số đã được sử dụng phổ biến thì giấu thông tin trong ảnh đã đem lại nhiều những ứng dụng to lớn trên hầu hết các lĩnh vực trong đời sống xã hội.
Giấu thông tin là một kỹ thuật còn tương đối mới và đang phát triển rất nhanh, thu hút được nhiều sự quan tâm của cả giới khoa học và giới công nghiệp nhưng cũng còn nhiều thách thức. Bản báo cáo này trình bày về một kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh JPEG2000.
Nội dung của đề tài được trình bày trong 4 chương:

Chương 1. Tổng quan về kỹ thuật giấu tin trong ảnh

Chương 2. Chuẩn nén ảnh tĩnh dựa trên biến đổi WAVELET - JPEG2000

Chương 3. Phương pháp giấu thủy vân dựa vào cặp tần số giữa DWT

Chương 4. Cài đặt thử nghiệm




MỤC LỤC​ Lời cảm ơn! . 2
Lời mở đầu 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN KĨ THUẬT GIẤU TIN . 6
1.1 Định nghĩa giấu tin . 6
1.2 Mục đích của giấu tin . 6
1.3 Mô hình kỹ thuật giấu thông tin cơ bản . 7
1.4 Môi trường giấu tin 8
a) Giấu tin trong ảnh . 8
b) Giấu tin trong audio . 9
c) Giấu tin trong video . 9
d) Giấu thông tin trong văn bản dạng text . 10
1.5 Phân loại giấu tin theo cách thức tác động lên các phương tiện 10
1.6 Phân loại giấu tin theo các mục đích sử dụng 10
CHƯƠNG 2. CHUẨN NÉN ẢNH TĨNH DỰA TRÊN BIẾN ĐỔI WAVELET –JPEG2000 12
2.1 Lịch sử ra đời và phát triển chuẩn JPEG2000 12
2.2 Các tính năng của JPEG2000 . 12
2.3 Các bước thực hiện nén ảnh theo chuẩn JPEG2000 13
2.3.1 Xử lí trước khi biến đổi . 14
2.3.2 Biến đổi liên thành phần 14
2.3.3 Biến đổi riêng thành phần (biến đổi Wavelet) . 15
2.3.4 Lượng tử hóa – Giải lượng tử hóa 18
2.3.5 Tier-1 coding . 19
2.3.6 Tier-2 coding . 20
2.3.7 Điều chỉnh tỉ lệ (rate control) . 21
2.4 Một số phương pháp mã hóa và kết hợp dòng dữ liệu sau mã hóa 22
a) Phương pháp mã hóa SPIHT . 23
b) Phương pháp mã hóa EZW . 24
2.5 Định dạng ảnh JPEG 2000 – JP2 . 26
2.6 So sánh chuẩn JPEG2000 với JPEG và các chuẩn nén ảnh tĩnh khác . 27
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP GIẤU THỦY VÂN DỰA VÀO CẶP TẦN SỐ GIỮA DWT 31
3.1 Giới thiệu . 31
3.2 Thủy vân trong miền DWT 32
3.2.1 Sự tương quan giữa hệ số các dải giữa với sự biến đổi cấp xám . 33
3.2.2 Thuật toán nhúng và tách thủy vân 36
A. Kĩ thuật nhúng thủy vân 36
B. Kĩ thuật tách thủy vân . 37
CHƯƠNG 4. CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM . 39
4.1 Môi trường cài đặt . 39
4.2 Thử nghiệm 41
4.3 Đánh giá thuật toán . 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO 44
KẾT LUẬN . 45