Устойчивая система цифровых водяных знаков для видео на основе сцен при использовании трехуровневого DWT: концепция, оценка, эксперимент

Автор(и)

  • Д. Шукла журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Індія
  • Маниша Шарма Технологический институт Бхилая, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347018010016

Ключові слова:

водяной знак для видео, последовательная оценка статистической меры, поддиапазон, детектор изменения сцены, дискретное вейвлет-преобразование, DWT

Анотація

Предложена устойчивая цифровая система водяных знаков для видео с целью защиты авторского права и защиты от копирования. Предложенный метод использует комбинацию дискретного вейвлет-преобразования DWT (discrete wavelet transform) и детектор изменения сцены. Для лучшего понимания данную концепцию можно представить в виде четырех этапов. Первый этап состоит в отыскании кадра, в который необходимо вставить водяной знак. Анализ технологии цифровых водяных знаков при использовании декомпозиции третьего уровня для поддиапазона LL (низкий–низкий) с помощью преобразования DWT описывается на втором этапе. На третьем этапе анализируются прозрачность и устойчивость при воздействии пятнадцати различных атак. На четвертом этапе производится расчет повышения устойчивости и прозрачности по сравнению с технологией цифровых водяных знаков при использовании различных уровней декомпозиции поддиапазона LL в терминах нормированной корреляции (NC) и структурированного индекса подобия. Результаты экспериментов показывают, что предложенный метод обеспечивает хорошее качество извлекаемого изображения водяного знака и хорошее качество видео с водяным знаком, и позволяет выдерживать атаки, связанные с различной обработкой изображений и сжатием JPEG, а также геометрические атаки. Эмпирические результаты доказывают улучшение рабочих характеристик при возрастании уровня декомпозиции от первого до третьего. Сравнительный анализ с существующими системами показывает улучшение устойчивости, улучшение скрытности и сокращение вычислительного времени предложенной системы.

Посилання

Copyright, 22 Jan. 2013. URI: http://en.wikipedia.org/wiki/Copyright.

Chung, Yuk Ying; Xu, Fang Fei. A secure digital watermarking scheme for MPEG-2 video copyright protection. Proc. of Int. Conf. on Video and Signal Based Surveillance, AVSS’06, 22-24 Nov. 2006, Sydney, Australia. IEEE, 2006, p. 84. DOI: https://doi.org/10.1109/AVSS.2006.12.

Тивари, А.; Шарма, М. Новый алгоритм нанесения цифровых водяных знаков для аутентификации изображений с помощью метода векторного квантования. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 60, № 4, С. 206-221, 2017. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017040021.

Kim, Y.-W.; Moon, K.-A.; Oh, I.-S. A text watermarking algorithm based on word classification and inter-word space statistics. Proc. of Seventh Int. Conf. on Document Analysis and Recognition, 6 Aug. 2003, Edinburgh, UK. IEEE, 2003, pp. 775–779. DOI: https://doi.org/10.1109/ICDAR.2003.1227767.

Xuehua, J. Digital watermarking and its application in image copyright protection. Proc. of Int. Conf. on Intelligent Computation Technology and Automation, ICICTA, 11-12 May 2010, Changsha, China. IEEE, 2010, pp. 114–117. DOI: https://doi.org/10.1109/ICICTA.2010.625.

Lee, Y.-Y.; Park, S.-U.; Kim, C.-S.; Lee, S.-U. Temporal feature modulation for video watermarking. IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., Vol. 19, No. 4, p. 603–608, 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/TCSVT.2009.2014011.

Wang, C.-X.; Nie, X.; Wan, X.; Wan, W. B.; Chao, F. A blind video watermarking scheme based on DWT. Proc. of Fifth Int. Conf. on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing, 12-14 Sept. 2009, Kyoto, Japan. IEEE, 2009, pp. 434-437. DOI: https://doi.org/10.1109/IIH-MSP.2009.29.

Thangadurai, K.; Devi, G. Sudha. An analysis of LSB based image steganography techniques. Proc. of Int. Conf. on Computer Communication and Informatics, ICCCI, 3-5 Jan. 2014, Coimbatore, India. IEEE, 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/ICCCI.2014.6921751.

Masoumi, Majid; Amiri, Shervin. A high capacity digital watermarking scheme for copyright protection of video data based on YCbCr color channels invariant to geometric and non-geometric attacks. Int. J. Computer Applications, Vol. 51, No. 13, pp. 13-20, Aug 2012. DOI: http://doi.org/10.5120/8101-1693.

Asikuzzaman, M.; Alam, M. J.; Lambert, A. J.; Pickering, M. R. A blind digital video watermarking scheme with enhanced robustness to geometric distortion. Proc. of Int. Conf. on Digital Image Computing Techniques and Applications, DICTA, 3-5 Dec. 2012, Fremantle, WA, Australia. IEEE, 2012, pp. 1–8. DOI: http://doi.org/10.5120/8101-1693.

Singh, Th. Rupachandra; Singh, Kh. Manglem; Roy, Sudipta. Robust video watermarking scheme based on visual cryptography. Proc. of World Congress on Information and Communication Technologies, WICT, 30 Oct.-2 Nov. 2012, Trivandrum, India. IEEE, 2012, pp. 872–877. DOI: https://doi.org/10.1109/WICT.2012.6409198.

Liu, Yan; Zhao, Jiying. A new video watermarking algorithm based on 1D DFT and Radon transform. Signal Processing, Vol. 90, No. 2, pp. 626–639, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2009.08.001.

Masoumi, M.; Amiri, Shervin. A blind scene-based watermarking for video copyright protection. AEU - Int. J. Electron. Commun., Vol. 67, No. 6, p. 528-535, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2012.11.009.

Wassermann, Jakob. New robust video watermarking techniques based on DWT transform and spread spectrum of basis images of 2D Hadamard transform. Proc. of Int. Conf. on Multimedia Communications, Services and Security. Springer Berlin Heidelberg, 2013, pp. 298-308. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-38559-9_26.

Singh, Th. Rupachandra; Singh, Kh. Manglem; Roy, Sudipta. Video watermarking scheme based on visual cryptography and scene change detection. AEU - Int. J. Electron. Commun., Vol. 67, No. 8, p. 645-651, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2013.01.008.

Ko, Chien-Chuan; Kuo, Yung-Lung; Hsu, Jeng-Muh; Yang, Bo-Zhi. A multi-resolution video watermarking scheme integrated with feature detection. J. Chinese Institute Engineers, Vol. 36, No. 7, p. 878-889, 2013. DOI: https://doi.org/10.1080/02533839.2012.747057.

Zhu, X.; Ding, J.; Dong, H.; Hu, K.; Zhang, X. Normalized correlation-based quantization modulation for robust watermarking. IEEE Trans. Multimedia, Vol. 16, No. 7, p. 1888-1904, 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/TMM.2014.2340695.

Agarwal, Charu; Mishra, Anurag; Sharma, Arpita; Chetty, Girija. A novel scene based robust video watermarking scheme in DWT domain using extreme learning machine. In Extreme Learning Machines 2013: Algorithms and Applications, Vol. 16, p. 209-225. Springer International Publishing, 2014. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-04741-6_15.

Venugopala, P. S.; Sarojadevi, H.; Chiplunkar, Niranjan N.; Bhat, Vani. Video watermarking by adjusting the pixel values and using scene change detection. Proc. of Fifth Int. Conf. on Signal and Image Processing, ICSIP, 8-10 Jan. 2014, Bangalore, India, South Korea. IEEE, 2014, pp. 259-264. DOI: https://doi.org/10.1109/ICSIP.2014.47.

Kelkoul, H.; Zaz, Y. Digital cinema watermarking state of art and comparison. Int. J. Computer, Electrical, Automation, Control Inf. Eng., Vol. 11, No. 2, p. 287-292, 2017. URI: http://scholar.waset.org/1307-6892/10006722.

Shukla, D.; Sharma, M. A novel scene-based video watermarking scheme for Copyright Protection. J. Intelligent Syst., pp. 1-20, 2017. DOI: https://doi.org/10.1515/jisys-2017-0039.

Adhikari, P.; Gargote, N.; Digge, J.; Hogade, B. G. Abrupt scene change detection. Int. J. Computer, Electrical, Automation, Control Inf. Eng., Vol. 2, No. 6, pp. 1-6, 2008. URI: http://scholar.waset.org/1307-6892/9318.

Leelavathy, N.; Prasad, E. V.; Kumar, S. S. A scene based video watermarking in discrete multiwavelet domain. Int. J. Multidisciplinary Sci. Eng., Vol. 3, No. 7, p. 12-16, 2012. URI: http://www.ijmse.org/Volume3/Issue7/paper3.pdf.

Shukla, D.; Sharma, M. Performance evaluation of video watermarking system using discrete wavelet transform for four subbands. Proc. of Int. Conf. on Cyber Security, ICCS, 13-14 Aug. 2016, Kota, India. Rajasthan Technical University, 2016.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-01-23

Як цитувати

Шукла, Д., & Шарма, М. (2018). Устойчивая система цифровых водяных знаков для видео на основе сцен при использовании трехуровневого DWT: концепция, оценка, эксперимент. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 61(1), 5–21. https://doi.org/10.20535/S0021347018010016

Номер

Том 61 № 1 (2018): Юбилейный выпуск 60 лет журналу

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.