Đồ Án Nghiên cứu thuật toán giấu tin trong ảnh JPEG thông qua hai hệ số của biến đổi DCT. Giấu tin ngay sa

Giới thiệu

Trong lĩnh vực xử lý ảnh, đã có rất nhiều nghiên cứu về giấu tin trong ảnh, dùng kỹ thuật giấu tin để chứng minh bản quyền tác giả. Giấu tin trong ảnh số cũng giống như một ảnh được “dán tem” sở hữu của người chủ. Việc giấu tin có ý nghĩa xác định duy nhất người được sở hữu ảnh đó. Để làm được việc đó thì công nghệ này phải đảm bảo được một số yêu cầu sau:
- Ẩn: không hiển thị thông tin trên nền ảnh, không làm ảnh hưởng nhiều đến chất lượng tri giác của hình ảnh.
- Bền vững: tin được giấu phải tồn tại bền vững cùng với sản phẩm, chịu được những phép biến đổi ảnh đơn giản(nén ảnh), hay nói cách khác là nó chỉ bị mất đi nếu như bức ảnh đó bị hủy.
Hai điều này tạo nên mâu thuẫn trong kỹ thuật xử lý ảnh. Nếu đảm bảo ẩn và không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng tri giác của hình ảnh thì thông tin cần được giấu ở những vị trí ít có ý nghĩa tri giác nhất, những mặt khác để đảm bảo được tính bền vững thì thông tin cần được giấu ở những vị trí được coi là tập trung năng lượng của ảnh để có thể chịu được những phép xử lý ảnh đơn giản như: nén, dịch chuyển ví dụ như nén ảnh JPEG người ta loại bỏ thông tin của ảnh ở những vùng ảnh ít tri giác nhất, để có thể giảm kích thước của ảnh mà không làm ảnh hưởng nhiều đến chất lượng hình ảnh. Như vậy khi thực hiện giấu tin cần xem xét các tiêu chí trong từng trường hợp cụ thể.
Các kỹ thuật giấu tin
Thứ nhất, nhóm các kỹ thuật biến đổi miền không gian ảnh: tập trung vào việc thay đổi trực tiếp lên không gian các điểm ảnh và sử dụng các mô hình tri giác và phương pháp hình học. Tuy nhiên các kỹ thuật này chỉ đảm bảo thuộc tính ẩn mà không có tính bền vững. Kỹ thuật này thường được sử dụng trong các ứng dụng nhận dạng thông tin, phát hiện xuyên tạc.
Thứ hai, nhóm các kỹ thuật biến đổi miền tần số của ảnh: sử dụng một số phương pháp biến đổi trực giao nào đó như Cosine rời rạc, Fourier, Harry để chuyển miền không gian ảnh sang miền tần số. Thông tin sẽ được giấu trong miền không gian tần số của ảnh theo kỹ thuật trải phổ trong truyền thông. Đây là kỹ thuật phổ biến nhất với nhiều thuật toán giấu ảnh để đảm bảo được hai yêu cầu trong giấu tin
Ngoài ra ngày nay còn một số phương pháp, kỹ thuật giấu tin dựa trên đặc thù của ảnh.
Trong bài này em sử dụng theo nhóm kỹ thuật thứ hai, tức là giấu tin vào miền tần số của ảnh.
Bài đồ án thực hiện nghiên cứu thuật toán giấu tin vào ảnh JPEG dựa trên cơ sở sử dụng hai hệ số của biến đổi DCT.

Cấu trúc ảnh JPEG
JPEG(Joint Photographic Expert Group) là tên của một tổ chức nghiên cứu các chuẩn nén cho ảnh được thành lập vào năm 1986. Tiêu chuẩn này có thể ứng dụng cho nhiều lĩnh vực: lưu trữ ảnh, Fax mầu, truyền ảnh báo chí, y học
JPEG được tổ chức thành các đoạn (segments) và dùng hệ thống đánh dấu(mark) để nhận dạng. Mỗi marker gồm 2 byte và có ý nghĩa riêng:header, các bảng mã, điểm đầu và điểm kết thúc của số liệu ảnh. Mỗi đoạn có chiều dài tối đa là 65535 và bắt đầu bởi marker nhận diện và kết thúc bởi marker.
 Mỗi ảnh Chia làm 3 phần chính:
+ Header ( 2 byte) : FFD8
+ Các “Segment” ảnh
+ Kết thúc ảnh (2byte ): FFD9
 Mỗi segment gồm 2 phần ;
+ Header ( 4 byte) : FF,n,sh,sl
* FF dùng để nhận dạng đoạn
* n : định nghĩa kiểu của đoạn ( 1 byte)
* sh,sl : kích thước của đoạn ( bao gồn cảc 2 byte này)