Digitalni vodeni ig Dragana Dujkovi Digitalni vodeni ig

Digitalni vodeni žig Dragana Dujković

Digitalni vodeni žig • • • Šta je digitalni vodeni žig? Primjena vodenog žiga Osnovni problemi Metode i algoritmi DCT i algoritmi koji je koriste

Šta je digitalni vodeni žig? • tehnika neprimjetnog ubacivanja dodatnog signala u već postojeći s ciljem označavanja signala. • Vodeni žig je skrivena informacija (bit, signal) dodata u originalni sadržaj (zvuk, slika, video, tekst. . . ), tako da promjene na originalnom i označenom sadržaju budu teško uočljive čovjeku, ali da se mogu detektovati i nakon što signal s vodenim žigom pretrpi razne modifikacije. • dodavanje dodatnih informacija, dokazivanje vlasništva, potvrda autentičnosti sadržaja

Primjena • • • Digitalni potpis Otisci prstiju Utvrđivanje autentičnosti sadržaja Kontrola kopiranja Tajna komunikacija (steganografija)

Vrste žigova • Vidljivi ( ubačen logotip) • Nevidljivi – Postojani (robusni, otporni) – Lomljivi (fragile) – lome se prilikom pokušaja izmjene sadržaja – Polulomljivi – preživljavaju manje izmjene (kompresija, poboljšanje kontrasta)

Osnovni postupci • • Dodavanje Distribucija Izdvajanje (vađenje žiga) Detekcija • • • x – osnovni signal (slika) m – digitalni vodeni žig s – signal s vodenim žigom y – signal s vodenim žigom nakon modifikacija – estimirani vodeni žig

Poželjna svojstva • neprimjetnost za vizuelni sistem čovjeka • otpornost na izobličenja, konverzije i napade • mala veličina žiga • sigurna detekcija

• količina ugrađene informacije - više informacija smanjena postojanost (otpornost) vodenog žiga. • snaga ugradnje vodenog žiga povećana otpornost zahtijeva snažniju ugradnju što povećava vidljivost pa se mogu javiti jača izobličenja originalnih podataka. • veličina i tip slike

Metode i algoritmi • • • Vrsta domena Dostupnost originalne slike Metode modifikacije originalne slike Namjena Oblik medija “domaćina”

Transformacioni domen • nastoje se iskoristiti svojstva funkcija transformacije za poboljšanje svojstava žiga: invarijantnost za razne manipulacije (translacije, rotacije), raspršivanje energije žiga na veću površinu signala domaćina ili neka slična povoljna svojstva. • DCT, DFT, DWT - najčešće • originalni signal se transformiše korišćenjem željene transformacije, zatim se žig ubacuje modifikovanjem koeficijenata transformisanog domena vrijednostima žiga, te se izvrši inverzna transformacija za vraćanje podataka u originalni oblik • analogni postupak pri detekciji žiga

Diskretna kosinusna transformacija • većinu energije transformisanog bloka koncentriše u nižim frekv. područjima, koja su zbog perceptualne važnosti pogodna za područje ubacivanja žiga; izborom DCT domena osigurava se otpornost sistema na JPEG kompresiju • podjela slike na blokove • DCT pojedinih blokova • modifikacija DCT koeficijenata • inverzna DCT

DCT - Coxov algoritam • Ingemar J. Cox, Joe Kilian, Tom Leighton i Talal G. Shamoon • Vodeni žig - niz s normalnom (Gausovom) raspodjelom od 1000 pseudo-slučajnih realnih brojeva sa varijansom 1 i srednjom vrijednošću 0; niske frekvencije, potreban original za detekciju • Koch – srednje frekvencije, nije potrebna originalna slika za detekciju

Svojstva algoritama koji koriste DCT : • Pojačana otpornost na JPEG kompresiju • Mogućnost predviđanja vizuelnog uticaja žiga na originalnu sliku • Podržana realizacija operatora ugrađivanja u domenu transformacije (npr. unutar JPEG enkodera):