Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân và mã hoá trực quan

Giang Ngọc Dân, Tạ Minh Thanh  
GIẢI PHÁP BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH  
SỐ DỰA TRÊN KỸ THUẬT KẾT HỢP  
THUỶ VÂN VÀ MÃ HOÁ TRỰC QUAN  
Giang Ngọc Dân∗, Tạ Minh Thanh‡∗  
∗Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, 236 Hoàng Quốc Việt, Bắc Từ Liêm, Hà Nội  
Tóm tắt—Bài báo đề xuất một giải pháp bảo vệ dữ liệu đa phương tiện (multimedia data). Mạng  
bản quyền ảnh số sử dụng kết hợp hai kỹ thuật  
đang được quan tâm, đó là kỹ thuật thuỷ vân và  
kỹ thuật mã hoá trực quan. Trong giải pháp của  
chúng tôi, thông tin bản quyền (logo bản quyền)  
sẽ được phân tán thành n mảnh sử dụng lược đồ  
phân tán k − out − of − n, còn gọi là lược đồ phân  
tán (k, n). Một trong số các mảnh thông tin phân  
tán sẽ được sử dụng để nhúng vào ảnh số để minh  
chứng bản quyền của người dùng; n−1 mảnh phân  
tán còn lại sẽ được sử dụng để đăng ký với Cục bản  
quyền tác giả. Khi xác nhận bản quyền thuộc về  
người dùng, nhà xác minh chỉ cần trích rút thông  
tin thuỷ vân từ ảnh số, kết hợp với k − 1 mảnh  
phân tán bất kỳ đã được đăng ký từ n − 1 mảnh  
phân tán để phục hồi thông tin bản quyền. Kết quả  
thí nghiệm của phương pháp đề xuất so sánh với  
phương pháp chỉ dùng thuỷ vân số cho thấy phương  
pháp của chúng tôi có hiệu quả thực tế hơn trong  
ứng dụng bảo vệ bản quyền sản phẩm số.  
Internet toàn cầu đã biến thành một “xã hội ảo”  
nơi diễn ra quá trình trao đổi thông tin trong mọi  
lĩnh vực như: chính trị, quân sự, quốc phòng, kinh  
tế, thương mại. Chính trong môi trường mở và tiện  
nghi như thế đã xuất hiện những vấn nạn, tiêu cực  
như nạn ăn cắp bản quyền, nạn xuyên tạc thông  
tin, truy cập thông tin trái phép. Một giải pháp  
bảo vệ được sản phẩm số, bảo toàn thông tin và  
bảo vệ bản quyền tác giả cho các sản phẩm số  
đang được yêu cầu một cách cấp thiết. Trong các  
giải pháp hiện nay, thuỷ vân số là giải pháp đang  
được nhiều chuyên gia ủng hộ cho vấn đề bảo vệ  
bản quyền sản phẩm đa phương tiện.  
Để một phương pháp thủy vân kỹ thuật số có  
hiệu quả thì tính ẩn và tính bền vững trước các  
thao tác hình ảnh phổ biến như: nén, lọc, xoay,  
cắt xén theo tỷ lệ, các cuôc tấn công thông đồng  
trong số nhiều hoạt động xử lý tín hiệu kỹ thuật  
số khác cần được đảm bảo. Các kỹ thuật thủy vân  
ảnh kỹ thuật số hiện nay có thể nhóm lại thành hai  
nhóm chính: kỹ thuật thủy vân miền không gian  
và kỹ thuật thủy vân miền tần số. So với kỹ thuật  
thủy vân miền không gian, kỹ thuật thủy vân miền  
tần số chứng minh sự hiểu quả hơn trong việc đạt  
được các yêu cầu về tính ẩn và tính bền vững của  
thuật toán thủy vân kỹ thuật số.  
Từ khóa—Thủy vân ảnh kỹ thuật số, Mã hoá  
trực quan, Bảo vệ bản quyền hình ảnh, Biến đổi  
sóng con rời rạc (DWT), Biến đổi Cosine rời rạc  
(DCT), Xác thực bản quyền tác giả.  
I. GIỚI THIỆU  
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã đem lại  
những thay đổi sâu sắc trong xã hội và trong cuộc  
sống. Sự ra đời của những phần mềm có tính năng  
rất mạnh, các thiết bị mới như máy ảnh kỹ thuật  
số, máy quét chất lượng cao, máy in, máy ghi âm  
kỹ thuật số, v.v.. . đã với tới thế giới tiêu dùng  
rộng lớn để sáng tạo, xử lý và thưởng thức các  
Các biến đổi miền tần số thường được sử dụng  
bao gồm: Biến đổi sóng con rời rạc (Discrete  
Wavelet Transform - DWT), Biến đổi Cosine rời  
rạc (Discrete Consine Tranform - DCT) và Biến  
đổi Fourier rời rạc (Discrete Fourier Transform  
- DFT). Những đề xuất sử dụng những biến đổi  
miền tần số đã được đề cập rất nhiều trong những  
nghiên cứu gần đây như đề xuất kỹ thuật thuỷ vân  
trên miền tần số DCT [1]–[4], trên miền tần số  
DWT [5]–[8], và trên miền tần số DFT [9], [10].  
Tác giả liên hệ: Giang Ngọc Dân,  
Email: giangngocdan[email protected].  
Đến tòa soạn: 10/2020, chỉnh sửa: 11/2020, chấp nhận  
đăng: 12/2020.  
‡ Corresponding author  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
28  
Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân số và mã hoá trực quan  
Những phương pháp đề xuất này đã chỉ rõ được các băng con DWT đã được lựa chọn của ảnh chứa  
ưu điểm của việc giấu thông tin trên miền tần số thông tin. Việc xác định bản quyền sản phẩm số  
để tạo ra các giải pháp thuỷ vân bền vững, phù được thực hiện trong việc trích thông tin từ ảnh  
hợp cho các ứng dụng bảo vệ bản quyền sản phẩm số, đồng thời phải kết hợp với giải mã trong mật  
số. Các kỹ thuật thuỷ vân trên miền tần số thường mã trực quan để phục hồi lại thông tin bản quyền.  
được lựa chọn cho thích hợp với những đối tượng Chính vì vậy, tính bảo mật thông tin bản quyền  
chịu tác động của các kỹ thuật như nén sẽ được tác giả cũng được cải thiện và đảm bảo an toàn  
áp dụng cho giải pháp thuỷ vân trên miền tần số cho người sử dụng.  
DCT, cải tiến chất lượng ảnh sau khi nhúng thuỷ  
vân sẽ được áp dụng cho giải pháp thuỷ vân trên  
miền tần số DWT, ... Tuy nhiên, DWT được sử  
dụng trong thủy vân ảnh kỹ thuật số thường xuyên  
hơn do đặc tính định vị không gian và đa độ phân  
giải của nó, tương tự như mô hình lý thuyết của  
hệ thống thị giác con người. Các cải tiến hiệu  
năng tốt hơn trong các thuật toán thủy vân ảnh  
kỹ thuật số dựa trên DWT có thể đạt được bằng  
nhiều cách cho phù hợp với những đối tượng sản  
phẩm số khác nhau như nhạc số, phim số, và ảnh  
số.  
Để cân bằng việc cải tiến chất lượng ảnh số sau  
khi nhúng thuỷ vân và tính bền vững của thông  
tin thuỷ vân, những nghiên cứu trên miền tần số  
mở rộng như q-DCT [11], q-DWT [12], hay q -  
SVD [13] cũng được đề xuất nhằm cân bằng hai  
mục tiêu trên. Tuy nhiên, việc điều chỉnh giá trị  
tham số q để thoả mãn điều kiện cân bằng cả hai  
tiêu chí là khó đạt được. Các tác giả đã phải thực  
hiện bước đánh giá khảo sát tiêu chí chất lượng  
ảnh sau khi nhúng và độ bền vững của thuỷ vân  
để chọn ra giá trị thích hợp nhất cho tham số q.  
Một kỹ thuật khác nhằm bảo vệ bản quyền ảnh  
số là kỹ thuật thuỷ vân rỗng, trong đó, thông tin  
thuỷ vân sẽ không nhúng trực tiếp vào ảnh số mà  
các đặc trưng bền vững của ảnh số sẽ được trích  
chọn để mã hoá với thông tin bản quyền để tạo ra  
thông tin đăng ký với Cục bản quyền tác giả [14].  
Tuy nhiên, thuỷ vân rỗng phụ thuộc nhiều vào tính  
chất và đặc trưng của ảnh số. Đối với những ảnh  
có độ “phức tạp” lớn thì đặc trưng được trích rút  
sẽ bền vững với những tấn công ảnh.  
Trong bài báo này, chúng tôi tổ chức nội dung  
như sau: Các kiến thức liên quan được trình bày  
trong mục II. Trong mục III, kiến trúc và chi  
tiết mô tả về mô hình đề xuất được đưa ra. Thí  
nghiệm và đánh giá được trình bày trong phần IV.  
Kết luận, dự kiến nội dung cải thiện và xu hướng  
nghiên cứu được đưa ra trong mục V.  
II. CÁC KỸ THUẬT LIÊN QUAN  
Phép biến đổi DWT đã được sử dụng rộng rãi  
trong nhiều ứng dụng xử lý tín hiệu kỹ thuật số.  
Trong khi đó, kỹ thuật mật mã trực quan là một  
kỹ thuật mã hóa mà ở đó thông tin trực quan (hình  
ảnh, văn bản,...) được mã hóa sao cho việc giải  
mã có thể được thực hiện bởi hệ thống thị giác  
của con người. Trong phần này, chúng tôi giới  
thiệu ngắn gọn hai kỹ thuật trên và phác họa liên  
quan của chúng đối với việc triển khai kỹ thuật  
thủy vân trên ảnh kỹ thuật số.  
A. Biến đổi DWT  
Biến đổi DWT: Sóng con là các hàm đặc biệt  
ở dạng tương tự như hình sin và cosin trong phân  
tích Fourier, được sử dụng như các hàm cơ sở để  
biểu diễn tín hiệu [21]–[24].  
Do nhu cầu tính toán và xử ly các dữ kiện thực  
trên máy tính, Daubechies (1990) đưa ra một một  
họ Wavelet quan trọng được dùng để tính biến đổi  
Wavelet rời rạc (DWT). Theo cách tiếp cận này,  
ứng với hàm Wavelet Ψ(x), người ta đưa ra một  
hàm số tỉ lệ Φ(x) được dùng để tính Ψ(x) . Mối  
quan hệ giữa hàm tỉ lệ và hàm wavelet được cho  
bởi công thức (1) và (2):  
Trong bài báo này, để làm phong phú tính ứng  
dụng trong sử dụng miền tần số DWT, chúng  
tôi đề xuất thuật toán thủy vân ảnh kỹ thuật số  
dựa trên việc kết hợp kỹ thuật mật mã trực quan  
(Visual Secret Sharing) và phép biến đổi sóng con  
rời rạc DWT. Điểm nổi bật của thuật toán là thủy  
vân, còn gọi là thông tin bản quyền, được chia  
thành các mảnh chia sẻ bí mật (shares) bằng kỹ  
thuật mật mã trực quan, sau đó được nhúng vào  
N−1  
X
Φ(x) =  
ckφ(2x − k)  
(1)  
k=0  
N−1  
X
Ψ(x) =  
(−1)kck.Φ(2x + k − N + 1) (2)  
k=0  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
29  
Giang Ngọc Dân, Tạ Minh Thanh  
Với Φ(x) là hàm tỉ lệ, Ψ(x) là hàm Wavelet, N là  
một số chẵn và k ∈ Z.  
Các phép lọc được tiến hành với nhiều tầng  
(level) khác nhau và để khối lượng tính toán  
không tăng, khi qua mỗi bộ lọc, tín hiệu được  
lấy mẫu xuống 2.  
Ứng với mỗi tầng, tín hiệu có độ phân giải  
khác nhau. Do đó, phép biến đổi sóng con rời  
rạc được gọi là phân tích đa phân giải (MRA -  
Multiresolution Analysis).  
Tại mỗi tầng lọc, biểu thức của phép lọc được  
cho bởi công thức (3) và (4):  
Hình 2: Ví dụ cho lược đồ chia sẻ bí mật của  
Shamir  
X
B. Mật mã trực quan - Visual Secret Sharing  
yhigh(n) =  
ylow(n) =  
S(n).g(2k − n),  
S(n).h(2k − n),  
(3)  
(4)  
Mật mã trực quan là một kỹ thuật mã hóa mà  
trong đó, thông tin trực quan (hình ảnh, văn bản...)  
được mã hóa theo cách mà việc giải mã có thể  
được thực hiện thông qua hệ thống thị giác của  
con người (Hình 1) mà không cần đến sự trợ giúp  
của máy tính [15].  
n
X
n
trong đó, S(n) là tín hiệu, h(n) là đáp ứng xung  
của các bộ lọc thông thấp tương ứng với hàm (1)  
và g(n) là đáp ứng xung của các bộ lọc thông  
cao tương ứng với hàm (2). Hai bộ lọc này liên  
hệ nhau theo hệ thức (5):  
Ý tưởng của chia sẻ bí mật được đề xuất bởi  
Adi Shamir [16] và G.Blakley [17] vào năm 1979.  
Bốn năm sau đó, vào năm 1983, một phương pháp  
chia sẻ bí mật khác được để xuất bởi Asmuth và  
Bloom [18]. Theo đó, lược đồ của Shamir dựa trên  
phép nội suy đa thức; lược đồ của Blakley dựa trên  
hình học siêu phẳng và lược đồ của Asmuth và  
Bloom dựa trên định lý số dư Trung Quốc.  
Trong số những lược đồ chia sẻ bí mật được  
đề xuất, lược đồ chia sẻ bí mật của Shamir được  
xem là tiềm năng nhất cho việc bảo vệ bản quyền  
hình ảnh. Nền tảng của lược đồ này là chia hình  
ảnh thành các mảnh chia sẻ bí mật (shares hay  
shadows). Để thu được hình ảnh gốc, chúng ta  
chỉ cần kết hợp các shadows này lại với nhau như  
Hình 2.  
h(N − 1 − n) = (−1)ng(n),  
(5)  
trong đó, N là số mẫu trong tín hiệu.  
Tín hiệu S(n) có thể được tái tạo theo các  
bước ngược lại gọi là phép biến đổi sóng con  
rời rạc nghịch (IDWT, inverse discrete wavelet  
transform).  
Trong bài báo này, chúng tôi sử dụng phương  
pháp tạo các mảnh chia sẻ bí mật từ hình ảnh  
gốc (Original Image) bằng "Chuỗi ngẫu nhiên" -  
RandomSequence [19]. Với lược đồ k − out −  
of − n, giả sử, ta có một tập P của n phần tử,  
một hình ảnh bí mật S được mã hóa trong n phần  
tử này được gọi là các mảnh chia sẻ bí mật. Với  
mỗi một thành phần trong tập P sẽ nhận một mảnh  
chia sẻ, với bất kỳ k mảnh chia sẻ hoặc nhiều hơn  
được xếp chồng lên nhau thì thông điệp (hình ảnh)  
sẽ được hiển thị. Nhưng nếu có ít hơn k mảnh chia  
sẻ hoặc cố gắng phân tích bằng một phương pháp  
khác thì thông điệp đó vẫn được mã hóa.  
Hình 1: Hệ thống thị giác của con người có chức  
năng như một phép OR  
Đối với lược đồ k−out−of −n sử dụng Chuỗi  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
30  
Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân số và mã hoá trực quan  
bởi logic sau:  
+ Khởi tạo tất cả các bit của St là giá trị “0”,  
với (1 ≤ t ≤ n).  
+ Nếu bit thứ i của một điểm ảnh trên I mang  
giá trị “1” thì:  
Tạo một số ngẫu nhiên r trong khoảng từ 1 đến  
ns.  
Tiến hành phép tính toán OR giữa bit thứ i của  
Sj (Với 1 ≤ j ≤ n) với bit thứ j của chuỗi Sqr,  
với 1 ≤ r ≤ ns.  
Các bước tiến hành tái tạo hình ảnh ban đầu:  
Bước 1: Chọn s mảnh chia sẻ (với s ≥ k )  
trong số n mảnh chia sẻ bí mật được tạo ra trước  
đó.  
Bước 2: Tiến hành phép OR giữa các bit thứ j  
của các mảnh chia sẻ với nhau. Với 1 ≤ j ≤ w∗h  
để phục hồi hình ảnh logo I với kích thước w×h.  
Hình 3: Chuỗi ngẫu nhiên  
Với việc áp dụng thuật toán của VSS như trên,  
chúng tôi có thể phân tán ảnh logo là thông tin  
bản quyền để có thể cải thiện tính bảo mật thông  
ngẫu nhiên - Random Sequence, một chuỗi ngẫu  
tin tác giả khi nhúng thông tin bản quyền vào sản  
phẩm số.  
nhiên được cấu thành từ (n − k + 1) giá trị “1”  
và (k − 1) giá trị “0”. Trong lược đồ này, chúng  
ta sẽ có số lượng chuỗi ngẫu nhiên (ns) là tổ hợp  
C. Một số kỹ thuật bảo vệ bản quyền ảnh số  
chập (k − 1) của n (ns = nC(k - 1)).  
Khi tiến hành tạo các mảnh chia sẻ bí mật,  
trước tiên, chúng tôi khởi tạo toàn bộ các bit của  
n mảnh chia sẻ bí mật bằng “0”, sau đó chuyển  
giá trị của tất cả các điểm ảnh trên ảnh gốc I  
thành các bit nhị phân. Tại mỗi điểm ảnh trên I,  
xác định vị trí của các bit có giá trị bằng “1”.  
Nếu bit ở vị trí đã xác định có giá trị bằng “1”  
thì cũng tại vị trí bit đó trên (n − k + 1) mảnh  
chia sẻ bí mật của tập hợp n mảnh chia sẻ cũng  
phải được gán giá trị “1” và cũng ở vị trí đó trên  
(k − 1) mảnh chia sẻ còn lại sẽ mang giá trị “0”.  
Nếu nhìn từ một phía khi xếp chồng các mảnh  
chia sẻ với nhau thì chuỗi bit ở vị trí được xác  
định sẽ có (n − k + 1) số “1” và (k − 1) số “0”.  
Điều này được mô tả trực quan như Hình 3.  
Các bước tiến hành tạo các mảnh chia sẻ bí mật  
bằng chuỗi ngẫu nhiên Random Sequence như sau:  
Bước 1: Đưa vào ảnh gốc logo I, số mảnh chia  
sẻ cần tạo (n) và số mảnh chia sẻ tối thiểu để tái  
tạo lại ảnh gốc (k).  
Để bảo vệ được bản quyền tác giả của các sản  
phẩm số, các kỹ thuật bảo vệ phải đảm bảo được  
sản phẩm đó mang những thông tin đặc biệt, như  
thông tin tác giả, ngày sinh, ... nhằm chứng minh  
được với mọi người sản phẩm đó thuộc quyền sở  
hữu của người tạo ra sản phẩm số.  
Dựa trên yêu cầu đó, một số giải pháp bảo vệ  
bản quyền ảnh số đã được đề xuất như:  
Thủy vân số: Đây không phải là một kỹ thuật  
mới, phương pháp thủy vân đầu tiên được tiến  
hành trên giấy với mục đích truyền tin mật. Đó  
là một thông tin nhỏ được nhúng chìm trong giấy  
để thể hiện bản gốc của mẩu tin.  
Đối với thủy vân trên ảnh số, kỹ thuật nhúng  
một lượng thông tin vào bức ảnh và thông tin  
đó sẽ gắn liền với bức ảnh. Điều đó có nghĩa là,  
thông tin sau khi được nhúng vào bức ảnh nó sẽ  
trở thành một thành phần của bức ảnh đó. Chính  
vì yếu tố này mà thủy vân trên ảnh số được áp  
dụng rất phổ biến cho mục đích bảo vệ bản quyền  
ảnh số.  
Bước 2: Tính số lượng chuỗi ngẫu nhiên (ns).  
Với ns = nC(k-1) và khởi tạo các chuỗi ngẫu  
nhiên: Sq1, Sq2, ..., Sqns.  
Mã hóa: Các kỹ thuật mã hóa đối với vấn đề  
bảo vệ bản quyền ảnh số, là hoàn toàn khác so  
Bước 3: Giả sử các mảnh chia sẻ của ảnh gốc với thủy vân. Mã hóa cung cấp phương thức bảo  
(I) được ký hiệu là S1, S2, ..., Sn và được tạo ra mật thông qua việc mã hóa và giải mã. Tuy nhiên,  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
31  
Giang Ngọc Dân, Tạ Minh Thanh  
Ảnh Gốc  
LOGO  
n shares…  
(k,n) share + AES  
Biến đổi DWT 2 mức và nhúng vào kênh Red của ảnh gốc  
DWT  
R
R
Biến đổi DWT 2 mức và nhúng vào kênh Green của ảnh gốc  
Biến đổi DWT 2 mức và nhúng vào kênh Blue của ảnh gốc  
DWT  
G
B
G
B
DWT  
NC =  
IDWT  
IDWT  
IDWT  
PSNR =  
R
G
B
LOGO  
DWT  
R
R
Ảnh đã được nhúng  
thủy vân  
DWT  
DWT  
G
B
G
Kết hợp K share + key AES  
B
IDWT  
Share đã nhúng vào ảnh gốc  
Hình 4: Sơ đồ mô tả thuật toán  
mã hóa không thể cung cấp khả năng giám sát và  
bảo vệ nội dung thông tin sau khi giải mã.  
III. ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN BẢO VỆ BẢN  
QUYỀN ẢNH SỐ KẾT HỢP THUỶ VÂN VÀ VSS  
Trong bài báo này, chúng tôi tập trung nghiên  
cứu về thuật toán nhúng và trích thủy vân đối  
với ảnh màu (color image) sử dụng phép biến đổi  
sóng con DWT. Dữ liệu đầu vào của thuật toán  
là: 01 ảnh màu để làm ảnh chứa thủy vân (Cover  
Image) và 01 ảnh màu khác để làm logo (Secret  
Image). Để tăng mức độ bảo mật cho thủy vân,  
chúng tôi sử dụng kỹ thuật mật mã trực quan để  
chia ảnh thủy vân thành n mảnh chia sẻ bí mật.  
Một trong số n mảnh chia sẻ bí mật được tạo  
ra sẽ được chọn làm ảnh thủy vân (Watermark)  
và được nhúng vào ảnh chứa thủy vân. Kỹ thuật  
nhúng thuỷ vân của bài báo sẽ được triển khai  
trên cả ba kênh màu R, G, B của ảnh gốc sau khi  
biến đổi tần số DWT.  
Ngoài ra, việc tấn công trên hệ thống mã hóa  
và hệ thống thủy vân cũng có nhiều khác biệt.  
Đối với mã hóa, khi kẻ tấn công giải mã được  
thông điệp bí mật cũng tức là hệ thống mã hóa  
đã bị phá vỡ. Nhưng để phá vỡ một hệ thống thủy  
vân cần hai giai đoạn là: kẻ tấn công phải phát  
hiện được kỹ thuật thủy vân đang được sử dụng,  
hai là, kẻ tấn công phải đọc, sửa đổi hoặc loại bỏ  
được thủy vân đã được nhúng.  
Như vậy, kỹ thuật thủy vân và mã hóa, cả hai  
đều có những ưu và nhược điểm riêng, do đó,  
trong nhiều trường hợp nên sử dụng kết hợp cả  
hai kỹ thuật này. Ở phần tiếp theo của bài báo này,  
chúng tôi sẽ đề xuất một giải pháp kết hợp giữa  
thủy vân và mã hóa nhằm đảm bảo cả hai yếu tố  
Để xác minh bản quyền tác giả của ảnh số, sau  
bảo mật thông tin và bảo vệ được bản quyền tác khi trích xuất thủy vân (mảnh chia sẻ bí mật đã  
giả cho ảnh số. được nhúng vào ảnh chứa), tiếp tục áp dụng kỹ  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
32  
Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân số và mã hoá trực quan  
thuật mật mã trực quan để tổng hợp các mảnh  
chia sẻ để thu được logo ban đầu.  
Sơ đồ quy trình hoạt động của thuật toán được  
Ảnh Gốc  
Logo  
mô tả trong Hình 4.  
R
R
G
G
B
B
A. Thuật toán nhúng thuỷ vân  
DWT  
DWT  
DWT  
DWT  
DWT  
DWT  
Hình 5 mô tả hệ thống đề xuất của chúng tôi  
kết hợp kỹ thuật mật mã trực quan vào quá trình  
nhúng thủy vân. Thuật toán nhúng thủy vân dựa  
trên phương pháp biến đổi sóng con rời rạc đối với  
ảnh màu kết hợp với kỹ thuật mật mã trực quan  
giúp nâng cao nhiều khả năng ứng dụng mới trong  
lĩnh vực bảo vệ bản quyền tác giả.  
Thuật toán nhúng thủy vân  
IDWT  
IDWT  
IDWT  
Sau khi áp dụng kỹ thuật mật mã trực quan để  
tạo n mảnh chia sẻ bí mật từ ảnh logo, chọn một  
hoặc một số mảnh chia sẻ và nhúng vào ảnh chứa.  
Quá trình nhúng thủy vân vào ảnh chứa được mô  
tả như Hình 6.  
Kết hợp 3 kênh màu R G B  
Ảnh đã nhúng thủy  
vân  
Bước 1: Tiến hành tách ảnh gốc và ảnh logo  
thành các kênh màu riêng biệt Red (R), Green  
(G), Blue (B).  
Bước 2: Áp dụng DWT để phân tích ảnh gốc  
thành bốn băng con: LL1, HL1, LH1 và HH1.  
Tiếp tục biến đổi DWT cho băng con HL1 để có  
bốn các băng con nhỏ hơn và chọn băng con LL2.  
Bước 3: Thực hiện nhúng thủy vân trên từng  
Hình 6: Thuật toán nhúng thủy vân sử dụng DWT  
kênh màu theo công thức sau:  
Watermarkedi,j = Vi,j + αWi,j,  
(6)  
trong đó:  
V i, j là băng con với hệ số tương ứng.  
α là cường độ nhúng trên từng kênh màu.  
Bước 4: Thực hiện phép biến đổi IDWT 2 mức  
và kết hợp các kênh màu để thu được ảnh đã  
nhúng thủy vân.  
B. Thuật toán trích xuất thủy vân  
Quá trình trích rút thông tin thực hiện ngược  
lại so với quy trình nhúng thông tin, được mô tả  
trong Hình 7.  
Bước 1: Tiến hành phân tích ảnh gốc và ảnh  
đã thủy vân thành các kênh màu riêng biệt Red  
(R), Green (G), Blue (B).  
Bước 2: Thực hiện phép biến đổi DWT 2 mức  
cho ảnh chứa thủy vân và ảnh gốc.  
Hình 5: Mô tả việc ứng dụng mật mã trực quan  
vào thuật toán  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
33  
Giang Ngọc Dân, Tạ Minh Thanh  
Ảnh chứa  
thủy vân  
Ảnh Gốc  
R
R
G
G
B
B
DWT  
DWT  
DWT  
DWT  
DWT  
DWT  
Thuật toán trích thủy vân  
IDWT  
IDWT  
IDWT  
Hình 8: Ảnh gốc (a), Logo gốc (b), Watermarked  
Image (c), Thủy vân trích xuất được (d)  
Kết hợp 3 kênh màu R G B  
Bảng I: Kết quả PSNR và NC trên các ảnh chứa  
khác nhau  
Logo  
Ảnh thử nghiệm  
Lena  
PSNR  
NC  
34.7672 0.974729  
34.7935 0.975822  
34.8068 0.975416  
34.8077 0.976204  
34.9288 0.973707  
Pepper  
Couple  
Mandrill  
Parrots  
Hình 7: Thuật toán trích rút thủy vân sử dụng  
DWT  
Bước 3: Tiến hành trích xuất thủy vân theo  
công thức sau:  
A. Tính không thể nhận biết được  
Được định nghĩa là chất lượng cảm nhận của  
hình ảnh mang tin không được làm biến dạng bởi  
sự hiện diện của ảnh thủy vân. Để đánh giá chất  
lượng của hình ảnh có chứa thủy vân, sử dụng tỷ  
số tín hiệu cực đại trên nhiễu (Peak signal to noise  
ratio - PSNR). PSNR tính băng đơn vị decibel  
(dB) được đưa ra trong công thức (8) dưới đây:  
Extractedi,j = (Wi,j − Vi,j)/α,  
trong đó, Wi,j và Vi,j là thành phần LL2 của  
ảnh đã giấu thuỷ vân và ảnh gốc. Extractedi,j  
là thành phần của thuỷ vân trích rút.  
Bước 4: Tái tạo ảnh logo ban đầu bằng cách kết  
hợp thủy vân vừa trích xuất được với các mảnh  
chia sẻ bí mật thu được ở phần mật mã trực quan.  
(7)  
MAX(I)  
√
PSNR = 20 log10  
,
(8)  
MSE  
IV. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ KHẢO SÁT  
trong đó, MAX(I) = 255 và giá trị của MSE  
được tính bởi công thức (9):  
Ở mục này, chúng tôi sử dụng hình ảnh Lena,  
Pepper, Couple, Mandrill, Parrots kích thước  
256 × 256 để làm ảnh chứa thủy vân và ảnh logo  
của Học viện Kỹ thuật quân sự để làm thủy vân,  
nhằm đánh giá hiệu năng của thuật toán thủy vân  
trên miền tần số DWT kết hợp kỹ thuật mật mã  
trực quan để đánh giá và thử nghiệm mô hình đề  
xuất.  
p
q
X X  
1
MSE =  
(I(i, j) − Iw(i, j))2  
(9)  
pxq  
i=1 j=1  
B. Tính bền vững  
Tính bền vững là thước đo khả năng miễn  
Hiệu quả của thuật toán thường được đánh giá  
bởi hai đặc trưng là: tính không thể nhận biết được nhiễm của thủy vân trước các loại tấn công khác  
và tính bền vững. nhau. Để đánh giá tính bền vững của thủy vân  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
34  
Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân số và mã hoá trực quan  
Hình 10: Ảnh gốc (a), Watermarked không phân  
tán (b) và phân tán (c), Thủy vân gốc (d), thủy  
Hình 9: Kết quả trích xuất thủy vân sau khi thử  
vân không phân tán (e) và phân tán (f)  
nghiệm tấn công  
Bảng II: Giá trị NC khi sử dụng phương pháp  
được đề xuất trên ảnh chứa Lena trong điều kiện  
bị tấn công  
C. Các phép tấn công ảnh  
Dựa vào những biến đổi có chủ đích hay không  
có chủ đích đối với hệ thủy vân mà ta có thể phân  
biệt thành một số loại tấn công sau:  
- Biến đổi tín hiệu: làm sắc nét, thay đổi độ  
tương phản, màu, gamma.  
Loại tấn công  
NC  
salt and pepper 0.92044  
gaussian  
poisson  
equalization  
median  
0.82326  
0.91805  
0.70237  
0.9567  
- Nhiễu cộng, nhiễu nhân.  
- Lọc tuyến tính.  
- Nén mất thông tin.  
- Giảm dữ liệu: cropping, sửa histogram.  
- Thủy vân nhiều lần.  
sharpening  
blur  
0.95019  
0.8814  
JPEG  
0.78889  
Trong bài báo này, chúng tôi sẽ tiến hành thử  
nghiệm tấn công trên ảnh đã nhúng thuỷ vân và  
đánh giá kết quả về hiệu quả của thuật toán trước  
một số loại tấn công như: nhiễu salt and pepper,  
làm mờ ảnh, lọc trung bình và thay đổi độ tương  
phản, ...  
trong điều kiện bị tấn công, chúng tôi sử dụng hệ  
số tương quan chéo chuẩn hóa NC (Normalization  
Cross - Correlation), được tính bởi công thức dưới  
đây:  
P
P
M1  
i=1  
P
M2  
j=1 W(i, j).W0(i, j)  
NC =  
(10)  
P
M1  
i=1  
M2  
j=1, W(i, j)2  
D. Kết quả thực hiện  
Chúng tôi thực hiện thuật toán mật mã trực  
trong đó, W(i, j), W0(i, j) là giá trị của các phần quan cho hình "logo" như đã đề cập ở phần trước  
tử của logo gốc và logo sau khi phục hồi. Hệ số để thu được các mảnh chia sẻ bí mật, sau khi được  
tương quan chéo chuẩn hóa NC, có giá trị trong mã hóa qua kỹ thuật mật mã trực quan thủy vân  
khoảng từ 0 đến 1. Giá trị của NC càng gần với 1, được gọi là thủy vân phân tán, sau đó áp dụng  
tính bền vững của giải pháp thuỷ vân càng tốt. Tuy phép biến đổi sóng con rời rạc DWT 2 mức cho  
nhiên, với NC lớn hơn hoặc bằng 0.75 là ngưỡng 5 ảnh màu và chọn một mảnh chia sẻ bí mật để  
có thể chấp nhận được.  
nhúng vào băng con LL2 của mỗi ảnh.  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
35  
Giang Ngọc Dân, Tạ Minh Thanh  
Bảng III: Đánh giá kết quả NC giữa phương pháp thủy vân được đề xuất và phương pháp thủy vân  
không phân tán trong điều kiện bị tấn công  
Loại  
tấn  
Lena  
Pepper  
Couple  
Mandrill  
Parrots  
công  
Không  
phân  
tán  
Không  
phân  
tán  
Không  
phân  
tán  
Không  
phân  
tán  
Không  
phân  
tán  
Đề  
xuất  
Đề  
xuất  
Đề  
xuất  
Đề  
xuất  
Đề  
xuất  
Salt  
and  
pepper  
0.90158 0.92044  
0.85641 0.82326  
0.94793 0.95103  
0.77968 0.82737  
0.9316  
0.99298  
0.93381 0.95273  
0.83546 0.98768  
0.93565 0.94549  
0.83709 0.88191  
Nhiễu  
Gaus-  
sian  
0.61476 0.79696  
Nhiễu  
Poisson  
0.87501 0.91805  
0.06346 0.70237  
0.95222 0.9567  
0.87414 0.95019  
0.94305 0.95751  
0.72598 0.7627  
0.96127 0.9734  
0.90326 0.93317  
0.95824 0.97769  
0.58557 0.50587  
0.96353 0.97186  
0.93011 0.95518  
0.93233 0.94267  
0.56728 0.84345  
0.93928 0.9477  
0.91084 0.92884  
0.93043 0.94571  
0.71602 0.78542  
0.96776 0.97002  
0.94194 0.95003  
Equaliz  
ation  
Lọc  
Median  
Sharpenn  
ing  
Làm  
mờ  
(Blur)  
0.49682 0.8814  
0.71298 0.78889  
0.61922 0.88519  
0.69397 0.84741  
0.64215 0.89293  
0.74213 0.86872  
0.60383 0.90287  
0.72753 0.841  
0.68032 0.90587  
0.74494 0.84613  
Nén  
JPEG  
Hình 11: So sánh, đánh giá giữa thủy vân không phân tán và thủy vân phân tán được đề xuất trên  
ảnh chứa Lena  
1) Tính không thể nhận biết được: Chúng tôi hành đo giá trị NC giữa thủy vân gốc và thủy vân  
đã đánh giá tính chất này của ảnh sau khi được sau khi trích xuất.  
nhúng thủy vân bằng thuật toán kết hợp mật mã  
Kết quả của quá trình nhúng và trích xuất thủy  
vân của ảnh Lena được thể hiện trong Hình 8. Kết  
quả sau khi nhúng ảnh phân tán logo Hình 8(b)  
trực quan và DWT bằng cách đo PSNR giữa ảnh  
gốc và ảnh đã được nhúng thủy vân cũng như tiến  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
36  
Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân số và mã hoá trực quan  
Salt&Pepper  
Gaussian  
Equalization  
Median  
Sharpenning  
Blur  
Poisson  
JPEG  
Ảnh bị tấn công  
Thủy vân không  
phân tán  
NC = 0.943053  
NC = 0.903263  
NC = 0.619219  
NC = 0.947933  
NC = 0.779689  
NC = 0.725986  
NC = 0.96127  
NC = 0.693972  
Phương pháp  
được đề xuất  
NC = 0.957508  
NC = 0.933171  
NC = 0.885192  
NC = 0.951003  
NC = 0.827365  
NC = 0.762725  
NC = 0.973411  
NC = 0.8474  
Hình 12: So sánh, đánh giá giữa thủy vân không phân tán và thủy vân phân tán được đề xuất trên  
ảnh chứa Pepper  
Salt&Pepper  
Gaussian  
Equalization  
Median  
Sharpenning  
Blur  
Poisson  
JPEG  
Ảnh bị tấn công  
Thủy vân không  
phân tán  
NC = 0.958237  
NC = 0.930116  
NC = 0.642151  
NC = 0.931603  
NC = 0.614759  
NC = 0.585571  
NC = 0.963529  
NC = 0.742127  
Phương pháp  
được đề xuất  
NC = 0.977687  
NC = 0.955187  
NC = 0.892936  
NC = 0.962978  
NC = 0.796967  
NC = 0.50587  
NC = 0.971867  
NC = 0.868721  
Hình 13: So sánh, đánh giá giữa thủy vân không phân tán và thủy vân phân tán được đề xuất trên  
ảnh chứa Couple  
vào ảnh gốc ở Hình 8(a), ta thu được ảnh nhúng Hình ảnh logo sau khi trích rút được thể hiện trong  
thông tin Hình 8(c) với giá trị PSNR = 34.7672dB. Hình 8(d).  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
37  
Giang Ngọc Dân, Tạ Minh Thanh  
Salt&Pepper  
Gaussian  
Equalization  
Median  
Sharpenning  
Blur  
Poisson  
JPEG  
Ảnh bị tấn công  
Thủy vân không  
phân tán  
NC = 0.932334  
NC = 0.910843  
NC = 0.60383  
NC = 0.933811  
NC = 0.835464  
NC = 0.567289  
NC = 0.939288  
NC = 0.727533  
Phương pháp  
được đề xuất  
NC = 0.942674  
NC = 0.928842  
NC = 0.902879  
NC = 0.952739  
NC = 0.917683  
NC = 0.843451  
NC = 0.947701  
NC = 0.841004  
Hình 14: So sánh, đánh giá giữa thủy vân không phân tán và thủy vân phân tán được đề xuất trên  
ảnh chứa Mandrill  
Salt&Pepper  
Gaussian  
Equalization  
Median  
Sharpenning  
Blur  
Poisson  
JPEG  
Ảnh bị tấn công  
Thủy vân không  
phân tán  
NC = 0.930437  
NC = 0.941942  
NC = 0.680324  
NC = 0.935651  
NC = 0.837092  
NC = 0.716026  
NC = 0.967763  
NC = 0.744943  
Phương pháp  
được đề xuất  
NC = 0.945711  
NC = 0.950036  
NC = 0.905879  
NC = 0.945493  
NC = 0.881919  
NC = 0.785425  
NC = 0.970026  
NC = 0.846138  
Hình 15: So sánh, đánh giá giữa thủy vân không phân tán và thủy vân phân tán được đề xuất trên  
ảnh chứa Parrots  
Chúng tôi cũng thử nghiệm trên một số ảnh Bảng I. Từ kết quả này cho thấy giải pháp thuỷ  
chứa thủy vân khác và thu được kết quả như vân đề xuất tương đối hiệu quả với 5 ảnh màu mà  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
38  
Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân số và mã hoá trực quan  
chúng tôi đã lựa chọn để thực nghiệm.  
tạo ra được một phương pháp bền vững và hiệu  
quả hơn trong ứng dụng bảo vệ bản quyền sản  
phẩm số.  
2) Tính bền vững: Hình 9 cho thấy kết quả thử  
nghiệm trích xuất thủy vân từ dải LL2 của ảnh  
chứa Lena sau khi chịu các cuộc tấn công khác  
nhau. Ta thấy được rõ ràng, với những tấn công  
ảnh hưởng nhiều đến chất lượng ảnh chứa thuỷ  
vân, thông tin bản quyền của ảnh vẫn có thể đảm  
bảo được xác thực rõ nét với hình ảnh của logo  
được nhúng trong ảnh thuỷ vân.  
Bảng II thể hiện giá trị NC giữa thủy vân gốc  
và thủy vân được trích xuất từ băng con LL2 của  
ảnh Lena chứa thông tin bản quyền sau khi chịu  
sự ảnh hưởng của các loại tấn công khác nhau.  
Từ các kết quả thu được qua các thử nghiệm  
khác nhau với thuật toán khi sử dụng cả thủy vân  
phân tán và không phân tán. Chúng tôi nhận thấy  
rằng, khi sử dụng thủy vân không phân tán, chất  
lượng ảnh sau khi nhúng thủy vân kém hơn so với  
sử dụng thủy vân phân tán. Tuy nhiên, chất lượng  
thủy vân sau khi trích xuất của thủy vân không  
phân tán lại tốt hơn.  
Đối với các thử nghiệm trong điều kiện có ảnh  
hưởng của các cuộc tấn công cho thấy rằng: việc  
sử dụng thủy vân phân tán sẽ đảm bảo tính bền  
vững của thủy vân hơn so với sử dụng thủy vân  
không phân tán.  
Như vậy, trong bài báo này chúng tôi đã chỉ ra  
rằng: với việc áp dụng kỹ thuật mật mã trực quan  
để phân tán thủy vân, đồng thời kết hợp thuật toán  
thủy vân dựa trên phép biến đổi sóng con rời rạc  
DWT, đã góp phần nâng cao tính không thể nhận  
biết được cũng như tính bền vững của thủy vân  
trước các phép tấn công thông thường.  
E. Kết quả thí nghiệm và so sánh  
Tại phần này, chúng tôi tiếp tục thử nghiệm trên  
ảnh Lena với thủy vân không phân tán và so sánh  
với kết quả thử nghiệm ở phần trước để đánh giá  
hiệu quả của thuật toán.  
Hình 10 so sánh kết quả nhúng và trích thủy  
vân khi sử dụng thủy vân không phân tán và thủy  
vân phân tán. Từ kết quả này ta thấy được nếu  
nhúng logo không phân tán thì dung lượng logo  
nhúng vào trong ảnh gốc sẽ rất lớn, dẫn đến chất  
lượng ảnh sau khi nhúng thông tin sẽ bị ảnh hưởng  
rất nhiều. Điều này chỉ ra rằng phương án đề xuất  
của chúng tôi sẽ đạt ưu điểm hơn so với phương  
án nhúng thuỷ vân không phân tán.  
ACKNOWLEDGEMENT  
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển  
khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED)  
trong đề tài mã số 102.01-2019.12  
Thử nghiệm thuật toán khi sử dụng thủy vân  
không phân tán trong điều kiện ảnh được nhúng  
thủy vân chịu ảnh hưởng của một số loại tấn công.  
Kết quả được thể hiện trong Bảng III. Từ kết quả  
thử nghiệm của Bảng III, ta thấy được phương án  
đề xuất có ưu điểm tốt hơn so với phương án chỉ  
sử dụng thuỷ vân trên miền tần số DWT.  
So sánh các giá trị NC giữa 2 phương pháp thủy  
vân được lấy từ Bảng III và kết quả trực quan trên  
các Hình 11; 12; 13; 14 và 15 cho thấy khi ảnh  
thuỷ vân không phân tán bị tấn công dưới những  
phép biến đổi ảnh mạnh, tính bền vững của logo  
không được đảm bảo như ảnh thuỷ vân phân tán.  
Đặc biệt, một số tấn công như equalization, blur,  
nén JPEG đã làm biến đổi hoàn toàn thông tin  
logo đã được nhúng vào trong ảnh gốc ban đầu.  
TÀI LIỆU THAM KHẢO  
[1] Hsu C. T., Wu J. L., “Hidden digital watermarks in  
images,” IEEE Transactions on image processing, 8(1),  
pp.58-68, 1999.  
[2] Das C., Panigrahi S., Sharma V. K., Mahapatra, K.  
K., “A novel blind robust image watermarking in DCT  
domain using inter-block coefficient correlation,” AEU  
International Journal of Electronics and Communica-  
tions, 68(3), pp. 244-253, 2014.  
[3] Zear A., Singh A. K., Kumar P., “A proposed secure  
multiple watermarking technique based on DWT, DCT  
and SVD for application in medicine,” Multimedia Tools  
and Applications, pp. 1–20, 2016.  
[4] Singh A. K., Kumar B., Singh S. K., Ghrera S. P., Mo-  
han, A., “Multiple watermarking technique for securing  
online social network contents using Back Propagation  
Neural Network,” Future Generation Computer Systems,  
2016.  
[5] Barni M., Bartolini F., Piva, A., “Improved wavelet-  
based watermarking through pixel-wise masking,” IEEE  
transactions on image processing, 10(5), pp.783–791,  
2001.  
V. KẾT LUẬN  
[6] Singh A. K., Kumar B., Dave M., Mohan A., “Robust  
and imperceptible dual watermarking for telemedicine  
applications,” Wireless Personal Communications, 80(4),  
pp. 1415–1433, 2015.  
Bài báo của chúng tôi đã đề xuất một giải pháp  
bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên phương pháp  
kết hợp thuỷ vân số với hệ mật mã trực quan để  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
39  
Giang Ngọc Dân, Tạ Minh Thanh  
[7] Singh A. K., Dave M., Mohan A.,“ Robust and secure  
multiple watermarking in wavelet domain,” Journal of  
dụng giấu tin trong ảnh,” Đề tài nghiên cứu khoa học,  
Đại học Lạc Hồng, 2012.  
medical imaging and health informatics, 5(2), pp. 406– [24] Trần Thị Tú Uyên, “Hệ thống thủy vân số và ứng dụng  
414, 2015.  
thủy vân số trong bảo vệ bản quyền ảnh số,” Luận văn  
Thạc sỹ Công nghệ thông tin, Đại học Công nghệ, 2018.  
[8] Singh AK, Dave M, Mohan A, “Hybrid technique for  
robust and imperceptible multiple watermarking using  
medical images,” Multimed Tools Appl:121, 2015.  
[9] Urvoy M., Goudia D., Autrusseau F., “Perceptual DFT  
watermarking with improved detection and robustness to  
geometrical distortions,” IEEE Transactions on Informa-  
tion Forensics and Security, 9(7), pp. 1108–1119, 2014.  
[10] Cedillo-Hernandez M., Garcia-Ugalde F., Nakano-  
Miyatake M., Perez-Meana H., “Robust digital image  
watermarking using interest points and DFT domain,” In:  
35th IEEE International Conference on Telecommunica-  
tions and Signal Processing (TSP), pp. 715–719, 2014.  
[11] T. M. Thanh, K. Tanaka, “The novel and robust wa-  
termarking method based on q-logarithm frequency do-  
main,” Multimedia Tools and Applications, volume 75,  
pp. 11097–11125, 2016.  
[12] T. M. Thanh, K. Tanaka,“A proposal of novel q-DWT  
for blind and robust image watermarking,” Proceeding  
of IEEE 25th International Symposium on Personal,  
Indoor and Mobile Radio Communications - (PIMRC),  
Washington D.C., pp. 2066–2070, 2014.  
[13] T. M. Thanh, P. T. Hiep, T. M. Tam, “A New Spatial  
q-log Domain for Image Watermarking,” IJIIP: Interna-  
tional Journal of Intelligent Information Processing, Vol.  
5, No. 1, pp.12–20, ISSN 2093-1964, 2014.  
A PROPOSAL OF IMAGE COPYRIGHT  
PROTECTION TECHNIQUE BASED ON THE  
COMBINATION OF WATERMARKING WITH  
VISUAL SECRET SHARING  
Tóm tắt—This paper proposes a solution for digital  
image copyright protection technique using the  
combination of watermarking and visual encryption  
technique. In our solution, the copyright informa-  
tion (copyright logo) is distributed into n shares  
using k − out − of − n distributed algorithm, also  
called (k, n) visual secret sharing method. One of  
the shares is randomly selected to embed into the  
original image to prove the user’s copyright. The  
remaining n − 1 shares is used to register with  
Vietnamese Copyright Office. When claiming the  
copyright belongs to the user, the verifier only  
needs to extract the watermark information from  
the watermarked image, then decodes with any reg-  
[14] T. M. Thanh, K. Tanaka, “An image zero-watermarking  
algorithm based on the encryption of visual map feature  
with watermark information,” International Journal of istered k − 1 shares from n − 1 shares for restoring  
Multimedia Tools and Applications (MTAP), ISSN: pp.  
copyright information. Experimental results of the  
1573–7721, 2016.  
proposed method compared with the method using  
[15] M. Naor and A. Shamir, “Visual Cryptography,” Ad-  
only digital watermark show that our method has  
vances in Cryptology (EUROCRYPTO 94), (Lecture  
more practical effectiveness in the application of  
Notes in Computer Science), vol. 950, A. De Santis, Ed.  
Berlin, Germany: Springer-Verlag, pp. 1-12, 1995.  
digital product copyright protection.  
[16] A. Shamir, “How to share a secret?” Comm ACM,  
22(11):612-613, 1979.  
[17] G. Blakley, “Safeguarding cryptographic keys,” Proc.  
of AFIPS National Computer Conference, 1979.  
[18] C. Asmuth and J. Bloom, “A modular approach to key  
Từ khóa—Digital watermarking, visual secret  
sharing - VSS, Copyright Protection, Discrete  
Wavelet Transform (DWT), Discrete Cosine Trans-  
form (DCT), Copyright authority.  
safeguarding,” IEEE transaction on Information Theory,  
29(2), pp. 208–210, 1983.  
[19] Shyamalendu Kandar and Bibhas Chandra Dhara, “k-n  
Secret Sharing Visual Cryptography Scheme on Color  
Image using Random Sequence,” International Journal  
of Computer Applications (0975 – 8887) Volume 25–  
No.11, July 2011.  
[20] S. Kumar and R. K. Sharma, “Threshold visual secret  
Giang Ngọc Dân Hiện đang theo học  
kỹ sư Công nghệ mạng tại trường Đại  
học Lê Quý Đôn.  
Lĩnh vực nghiên cứu thuộc lĩnh vực  
thủy vân số.  
sharing based on Boolean operations,” Security and  
Communication Networks, 2013. DOI:10.1002/sec.769.  
[21] Ersin Elbasi and Ahmet M. Eskicioglu, “Na¨ıve Bayes  
Classifier Based Watermark Detection in Wavelet Trans-  
form,” Multimedia Content Representation, Classifica-  
tion and Security. MRCS, Lecture Notes in Computer  
Science, vol 4105, 2006.  
[22] Song Huang and Wei Zang, “Blind Watermark-  
ing Scheme Based on Neural Network,” The 7th  
World Congress on Intelligent Control and Automation,  
Chongqing, pp. 5985–5989, 2008.  
[23] Ngô Nhật Nguyên và Lê Nhật Thắng, “Xây dựng ứng  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
40  
Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân số và mã hoá trực quan  
Tạ Minh Thanh nhận bằng kỹ sư  
CNTT và Thạc sĩ Khoa học Máy tính  
của Học viện Phòng vệ Nhật Bản,  
vào năm 2005 và 2008. Ông Thanh  
là giảng viên của trường Đại học Lê  
Quý Đôn từ năm 2005. Năm 2015,  
ông nhận bằng Tiến sĩ Khoa học Máy  
tính của Học viện Công nghệ Tokyo,  
Nhật Bản. Ông đã được công nhận  
chức danh Phó giáo sư của Hội đồng Giáo sư nhà nước vào  
năm 2019. Ông cũng là thành viên của Hiệp hội IPSJ Nhật  
Bản và Hiệp hội IEEE.  
Lĩnh vực nghiên cứu của ông thuộc lĩnh vực thủy vân số,  
công nghệ mạng, bảo mật thông tin và thị giác máy.  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
41  
pdf 14 trang yennguyen 22840 Free
Bạn đang xem tài liệu "Giải pháp bảo vệ bản quyền ảnh số dựa trên kỹ thuật kết hợp thuỷ vân và mã hoá trực quan", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiai_phap_bao_ve_ban_quyen_anh_so_dua_tren_ky_thuat_ket_hop.pdf