| Starije izmjene na obje strane
Starija izmjena
Novija izmjena
|
Starija izmjena
|
racfor_wiki:tehnike_za_watermarking_video_zapisa [2021/01/17 17:25]
bkukic [Sigurnosni zahtjevi watermarking algoritama] |
racfor_wiki:tehnike_za_watermarking_video_zapisa [2024/12/05 12:24] (trenutno)
|
| ===== Sigurnosni zahtjevi watermarking algoritama ===== | ===== Sigurnosni zahtjevi watermarking algoritama ===== |
| |
| Priroda algoritama za watermarking videozapisa te razlike među njima uvelike će se razlikovati upravo po zadovoljavanju određenih sigurnosnih zahtjeva na njihov rad. Postoje situacije u kojima kvalitetno zadovoljavanje jednog zahtjeva rezultira padom kvalitete zadovoljavanja drugog, stoga je kod izrade algoritma za watermarking videozapisa vrlo bitno odabrati koje, i u kojoj mjeri, će zahtjeve algoritam zadovoljavati. Neki od glavnih zahtjeva video watermarking algoritama su [1]: | Priroda algoritama za watermarking videozapisa te razlike među njima uvelike će se razlikovati upravo po zadovoljavanju određenih sigurnosnih zahtjeva na njihov rad. Postoje situacije u kojima kvalitetno zadovoljavanje jednog zahtjeva rezultira padom kvalitete zadovoljavanja drugog, stoga je kod izrade algoritma za watermarking videozapisa vrlo bitno odabrati koje, i u kojoj mjeri, će zahtjeve algoritam zadovoljavati. Neki od glavnih zahtjeva video watermarking algoritama su po [1]: |
| |
| - vjernost | - vjernost |
| ===== Pregled algoritama za watermarking videozapisa ===== | ===== Pregled algoritama za watermarking videozapisa ===== |
| |
| Algoritama za watermarking videozapisa te njihovih glavnih podjela u literaturi ima jako puno. Ove se podjele većinom vrše na temelju glavnih funkcionalnosti pojedinog algoritma, točnije u kojoj funkcionalnoj domeni i kojim pristupom algoritam pristupa rješavanju problema watermarkinga videozapisa. U ovom je poglavlju prikazana generalna podjela algoritama ovisno o njihovoj domeni djelovanja te je u svakoj domeni ukratko opisano nekoliko algoritama takve funkcionalnosti. Watermarking algoritmi, u ovoj podjeli, zastupljeni su u 3 glavne kategorije: | Algoritama za watermarking videozapisa te njihovih glavnih podjela u literaturi ima jako puno. Ove se podjele većinom vrše na temelju glavnih funkcionalnosti pojedinog algoritma, točnije u kojoj funkcionalnoj domeni i kojim pristupom algoritam pristupa rješavanju problema watermarkinga videozapisa. U ovom je poglavlju prikazana generalna podjela algoritama ovisno o njihovoj domeni djelovanja te je u svakoj domeni ukratko opisano nekoliko algoritama takve funkcionalnosti. Watermarking algoritmi, u ovoj podjeli, zastupljeni su u 3 glavne kategorije [1]: |
| |
| - prostorna domena | - prostorna domena |
| ==== Prostorna domena ==== | ==== Prostorna domena ==== |
| |
| Watermarking algoritmi ove domene su uglavnom jednostavni i make kompleksnosti i oni se većinom fokusiraju na izmjenu komponenata boje i svjetline videozapisa. Dok su algoritmi ove domene brzi i jednostavni, oni su vrlo ograničeni kod borbe protiv zloćudnih napada uklanjanja watermarking oznake ili pokušaja njene izmjene. Budući da ovi algoritmi većinom sinkronizirano mijenjaju komponente čitave slike, one postaju podložne napadima desinkronizacije. Prostorna domena također zanemaruje onu temporalnu pa su videozapisi watermarkani ovim algoritmima podložni i manipulacijama kroz njihovu temporalnu dimenziju. Zanemarivanje vremenske dimenzije videozapisa također otežava i optimizaciju watermarking algoritama. U nastavku je navedeno nekoliko watermarking tehnika prostorne domene. | Watermarking algoritmi ove domene su uglavnom jednostavni i male kompleksnosti i oni se većinom fokusiraju na izmjenu komponenata boje i svjetline videozapisa. Dok su algoritmi ove domene brzi i jednostavni, oni su vrlo ograničeni kod borbe protiv zloćudnih napada uklanjanja watermarking oznake ili pokušaja njene izmjene. Budući da ovi algoritmi većinom sinkronizirano mijenjaju komponente čitave slike, one postaju podložne napadima desinkronizacije. Prostorna domena također zanemaruje onu temporalnu pa su videozapisi watermarkani ovim algoritmima podložni i manipulacijama kroz njihovu temporalnu dimenziju. Zanemarivanje vremenske dimenzije videozapisa također otežava i optimizaciju watermarking algoritama. U nastavku je navedeno nekoliko watermarking tehnika prostorne domene. |
| |
| === Izmjena najnižeg bita (eng. Least significant bit - LSB) === | === Izmjena najnižeg bita (eng. Least significant bit - LSB) === |
| ===== Usporedba algoritama za watermarking video zapisa ===== | ===== Usporedba algoritama za watermarking video zapisa ===== |
| |
| U ovom su poglavlju ispitana 3 različita algoritma te su uspoređeni njihovi rezultati. Ispitivanje se vršilo na istom setu podataka kako bi svaki algoritam imao iste preduvjete prije početka svog watermarking rada. U [2] je opisan postupak watermarkinga putem DCT metode, gdje se na videozapisu primjenjivala optimizacija rojem čestica (eng. Particle swarm optimization - PSO). Ta se metoda primjenjivala na populaciju od 50 i 100 čestica te s iteracijama od1 do 150. Ovakva konfiguracija dala je rezultate za kvalitetu rekonstrukcije u obliku prosječnog PSNR (Peak signal-to-noise ratio) iznosa od 40.4dB. Rezultati bez primjene optimizacije rojem čestica upućuju na malo nižu kvalitetu rekonstrukcije u obliku PSNR-a od 39.02dB. Zapažen je i odnos faktora razmjene između robusnosti i nevidljivosti watermarkinga te PSNR mjerila - što se robusnost algoritma za watermarking videozapisa povećava, povećava se i PSNR rezultat tog algoritma. U [3], algoritam je koristio domenu MPEG kompresije te je na taj način postigao rezultat PSNR-a od 49.66dB te je postigao vrijednost bit error rate od 5.35 za kvantizacijski korak od 4%, dok je za kvantizacijski korak od 8% postigao bit error rate od 4.76 te 3.01 za korak od 12%, što pokazuje da se povećanjem kvantizacijske skale smanjuje učestalost bitovnih pogreška te je i pokazano da je bitovna pogreška veća u duljim videozapisima. Algoritam korišten u [4] oslanjao se na primjenu DWT transformacije kod watermarkinga videozapisa te je prosječni PSNR na 100 okvira videozapisa iznosio 39.0693dB. Performanse ovog algoritma također su testirane nakon napada na integritet videozapisa gama korekcije s faktorom 0.5, 2 i 4 te su nakon toga PSMR-ovi iznosili 14.399dB, 15.817dB i 11.304dB. Tablica na slici 1 pokazuje algoritam za watermarking videozapisa koji se oslanja na MPEG kodiranje ima bolju performansu od onih koji se oslanjaju na DCT i DWT, ali formatiranje videozapisa u neki drugi format uvelike bi narušilo njegovu kvalitetu što doprinosi njegovoj fragilnosti. DSW metoda daleko je robusnija jer koristi različite razine detalja kako bi ugradila watermarking oznaku u videozapis, ali ovdje opet dolazi do narušavanja idealne slike videozapisa. | U ovom je poglavlju predstavljena analiza 3 različita algoritma po [1] te su uspoređeni njihovi rezultati. Ispitivanje se vršilo na istom setu podataka kako bi svaki algoritam imao iste preduvjete prije početka svog watermarking rada. U [2] je opisan postupak watermarkinga putem DCT metode, gdje se na videozapisu primjenjivala optimizacija rojem čestica (eng. Particle swarm optimization - PSO). Ta se metoda primjenjivala na populaciju od 50 i 100 čestica te s iteracijama od1 do 150. Ovakva konfiguracija dala je rezultate za kvalitetu rekonstrukcije u obliku prosječnog PSNR (Peak signal-to-noise ratio) iznosa od 40.4dB. Rezultati bez primjene optimizacije rojem čestica upućuju na malo nižu kvalitetu rekonstrukcije u obliku PSNR-a od 39.02dB. Zapažen je i odnos faktora razmjene između robusnosti i nevidljivosti watermarkinga te PSNR mjerila - što se robusnost algoritma za watermarking videozapisa povećava, povećava se i PSNR rezultat tog algoritma. U [3], algoritam je koristio domenu MPEG kompresije te je na taj način postigao rezultat PSNR-a od 49.66dB te je postigao vrijednost bit error rate od 5.35 za kvantizacijski korak od 4%, dok je za kvantizacijski korak od 8% postigao bit error rate od 4.76 te 3.01 za korak od 12%, što pokazuje da se povećanjem kvantizacijske skale smanjuje učestalost bitovnih pogreška te je i pokazano da je bitovna pogreška veća u duljim videozapisima. Algoritam korišten u [4] oslanjao se na primjenu DWT transformacije kod watermarkinga videozapisa te je prosječni PSNR na 100 okvira videozapisa iznosio 39.0693dB. Performanse ovog algoritma također su testirane nakon napada na integritet videozapisa gama korekcije s faktorom 0.5, 2 i 4 te su nakon toga PSNR-ovi iznosili 14.399dB, 15.817dB i 11.304dB. Tablica na slici 1 pokazuje algoritam za watermarking videozapisa koji se oslanja na MPEG kodiranje ima bolju performansu od onih koji se oslanjaju na DCT i DWT, ali formatiranje videozapisa u neki drugi format uvelike bi narušilo njegovu kvalitetu što doprinosi njegovoj fragilnosti. DSW metoda daleko je robusnija jer koristi različite razine detalja kako bi ugradila watermarking oznaku u videozapis, ali ovdje opet dolazi do narušavanja idealne slike videozapisa. |
| |
| |
| {{ :racfor_wiki:watermark.png?400 |}} | {{ :racfor_wiki:watermark.png?400 |}} |
| Slika 1: Usporedba rezultata watermarking algoritama | Slika 1: Usporedba rezultata watermarking algoritama [1] |
| ===== Zaključak ===== | ===== Zaključak ===== |
| |
