ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ

LÂM MẠNH TUYÊN NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP
BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH SỐ
VÀ ỨNG DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ


LUẬN VĂN THẠC
SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Trịnh Nhật Tiến
HÀ NỘI - 2011

3
LỜI MỞ ĐẦU
Một trong những sự kiện công nghệ lớn của hai thập kỉ trƣớc đó là sự thâm nhập
của dữ liệu đa phƣơng tiện vào mọi khía cạnh của đời sống. Dữ liệu số có thể lƣu trữ
dễ dàng với chất lƣợng cao, và nó có thể đƣợc xử lý trên máy tính một cách dễ dàng.
Hơn thế nữa, dữ liệu số có thể đƣợc truyền một cách nhanh và rẻ thông qua mạng
truyền thông mà không bị suy giảm chất lƣợng. “ Dữ liệu số đa phƣơng tiện” có những
lợi thế quan trọng nhƣ: bản sao của dữ liệu đa phƣơng tiện (âm thanh số, hình ảnh, tín
hiệu video …) không sai khác với bản gốc và dễ dàng chỉnh sửa, bản sao của dữ liệu

1.1.4 Các lân cận của điểm ảnh (Image Neighbors) 9
1.2. BIỂU DIỄN ẢNH SỐ 10
1.2.1 Các giai đoạn chính trong xử lý ảnh 10
1.2.2 Biểu diễn tín hiệu ảnh số 11
1.3. BẢN QUYỀN VÀ CÁC QUY ĐỊNH 13
1.3.1. Bảo vệ bản quyền 13
1.3.2. Vi phạm bản quyền 14
1.3.3. Bản quyền và quyền sở hữu trí tuệ 15
1.4. BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH SỐ 16
1.4.1. Một số vấn đề trong bảo vệ bản quyền ảnh số. 16
1.4.2. Giải pháp và kỹ thuật bảo vệ bản quyền. 17
Chương 2 KỸ THUẬT THỦY VÂN 20
2.1. TỔNG QUAN VỀ THỦY VÂN 20
2.1.1 Khái niệm thủy vân 20
2.1.2 Lịch sử phát triển 21
2.1.3 Phân loại thủy vân 22
2.1.4 Cấu trúc cơ bản của hệ thống thủy vân 24
2.1.5 Đặc tính thủy vân 26
2.1.6. Tiêu chuẩn và hiệu suất lƣợc đồ thủy vân 29
2.2. KỸ THUẬT THỦY VÂN TRÊN ẢNH 31
2.2.1. Kỹ thuật thủy vân trên miền không gian 31
2.2.2. Kỹ thuật thủy vân trên miền tần số 40
Chương 3 MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG BẢO VỆ BẢN QUYỀN 70
3.1 HỆ THỐNG XÁC THỰC TRÊN MÁY ẢNH KỸ THUẬT SỐ 70
3.1.1 Tính pháp lý của hình ảnh số 70

5

3.1.2 Máy ảnh kỹ thuật số 72
3.1.3 Dữ liệu sinh trắc học 74


DCT (Discrete Cosine Transform)
Phép biến đổi Cosin rời rạc
IDCT (Invert DiscreteCosineTransform)
Phép biến đổi ngƣợc DCT.
DFT (Discrete Fourier Transform)
Phép biến đổi Forier rời rạc
IDFT (Invert Discrete FourierTransform )
Phép biến đổi ngƣợc DFT
DWT (Discrete Wavelet Transform)
Phép biến đổi Wavelet rời rạc

IDWT (Invert Discrete Wavelet Transform)
Phép biến đổi ngƣợc DWT
IPR- Intellectual Property Right
Quyền sở hữu trí tuệ
LSB (Least Significant Bit)
Bít ít quan trọng
Watermarking
Kĩ thuật thủy vân
Watermark
Thủy vân
Blind Watermarking
Kĩ thuật thủy vân mù
Visible Watermark
Thủy vân hiện
Invisible Watermark
Thủy vân ẩn
Private watermarking scheme
Lƣợc đồ thủy vân bí mật

là các dữ liệu có thể đƣợc cảm nhận bằng thị giác (Visual data). Một hình ảnh số thông
thƣờng có số chiều là 2 hoặc 3.[V3]
Trong kỹ thuật tƣơng tự, một bức ảnh thƣờng đƣợc biểu diễn dƣới dạng các dòng
nằm ngang kế tiếp nhau. Mỗi dòng là một tín hiệu tƣơng tự mang theo các thông tin về
cƣờng độ sáng dọc theo một đƣờng nằm ngang trong ảnh gốc. Ảnh trên một chiếc TV
đƣợc hiện lên qua các dòng quét này. Mặc dù thuật ngữ "tƣơng tự" đƣợc dùng để mô
tả cho các ảnh quét liên tiếp nhƣng thực tế ảnh chỉ tƣơng tự theo hƣớng nằm ngang.
Nó là rời rạc khi xét theo hƣớng dọc và chính vì vậy mà tín hiệu ảnh là tín hiệu lai nửa
tƣơng tự, nửa số.
Nhƣ vậy, có thể định nghĩa ảnh số là một ảnh đã đƣợc rời rạc hóa trong không
gian hai chiều có ảnh hƣởng do cƣờng độ ánh sáng và đƣợc mô tả nhƣ ma trận hai
chiều. Dựa trên màu sắc có thể phân loại ảnh số thành ảnh đen trắng và ảnh màu.
a). Ảnh đen trắng

Ảnh đen trắng chỉ bao gồm 2 màu: màu đen và màu trắng. Ngƣời ta phân mức
đen trắng đó thành L mức Nếu sử dụng số bit B=8 bít để mã hóa mức đen trắng (hay
mức xám) thì L đƣợc xác định :
L=2
B
(trong ví dụ của ta L=2
8
= 256 mức)

8

Nếu L bằng 2, B=1, nghĩa là chỉ có 2 mức: mức 0 và mức 1, còn gọi là ảnh nhị
phân. Mức 1 ứng với màu sáng, còn mức 0 ứng với màu tối. Nếu L lớn hơn 2 ta có ảnh
đa cấp xám. Nói cách khác, với ảnh nhị phân mỗi điểm ảnh đƣợc mã hóa trên 1 bit,
còn với ảnh 256 mức, mỗi điểm ảnh đƣợc mã hóa trên 8 bit. Nhƣ vậy, với ảnh đen
trắng: nếu dùng 8 bit (1 byte) để biểu diễn mức xám, số các mức xám có thể biểu diễn

của ảnh số gần nhƣ ảnh thật. Mỗi phần tử trong ma trận đƣợc gọi là một phần tử ảnh.

9

1.1.3 Độ phân giải của ảnh
Độ phân giải (Resolution) của ảnh là mật độ điểm ảnh đƣợc ấn định trên một
ảnh số đƣợc hiển thị. Theo định nghĩa, khoảng cách giữa các điểm ảnh phải đƣợc
chọn sao cho mắt ngƣời vẫn thấy đƣợc sự liên tục của ảnh. Việc lựa chọn khoảng
cách thích hợp tạo nên một mật độ phân bổ, đó chính là độ phân giải và đƣợc phân bố
theo trục x và y trong không gian hai chiều.
Ví dụ: Độ phân giải của ảnh trên màn hình CGA (Color Graphic Adaptor) là
một lƣới điểm theo chiều ngang màn hình: 320 điểm chiều dọc * 200 điểm ảnh
(320*200). Rõ ràng, cùng màn hình CGA 12” ta nhận thấy mịn hơn màn hình CGA
17” độ phân giải 320*200. Lý do: cùng một mật độ (độ phân giải) nhƣng diện tích
màn hình rộng hơn thì độ mịn (liên tục của các điểm) kém hơn.
1.1.4 Các lân cận của điểm ảnh (Image Neighbors)
Một ảnh số giả sử đƣợc biểu diễn bằng hàm f(x, y). Tập con các điểm ảnh là S;
cặp điểm ảnh có quan hệ với nhau ký hiệu là p, q. Chúng ta có lân cận của điểm ảnh
nhƣ sau:
Giả sử có điểm ảnh p tại toạ độ (x, y). p có 4 điểm lân cận gần nhất theo chiều
đứng và ngang (có thể coi nhƣ lân cận 4 hƣớng chính: Đông, Tây, Nam, Bắc).
{(x-1, y); (x, y-1); (x, y+1); (x+1, y)} = N4(p)
trong đó: số 1 là giá trị logic; N4(p) tập 4 điểm lân cận của p.

Hình 1.1 Lân cận các điểm ảnh của tọa độ (x,y)
Các lân cận chéo: Các điểm lân cận chéo NP(p) (Có thể coi lân cận chéo là 4
hƣớng: Đông-Nam, Đông-Bắc, Tây-Nam, Tây-Bắc)
Np(p) = { (x+1, y+1); (x+1, y-1); (x-1, y+1); (x-1, y-1)}
Tập kết hợp: N8(p) = N4(p) + NP(p) là tập hợp 8 lân cận của điểm ảnh p.
Nếu (x, y) nằm ở biên (mép) ảnh; một số điểm sẽ nằm ngoài ảnh.

6). Nhận dạng:
Là quá trình phân loại vật thể dựa trên cơ sở các chi tiết mô tả vật thể đó. Các
quá trình xử lý liệt kê ở trên đều đƣợc thực hiện dƣới sự giám sát và điều khiển dựa
trên cơ sở các kiến thức về lĩnh vực xử lý ảnh. Các kiến thức cơ bản có thể đơn giản
nhƣ vị trí vùng ảnh nơi có những thông tin cần quan tâm, nhƣ vậy có thể thu nhỏ vùng
tìm kiếm. Trƣờng hợp phức tạp hơn, cơ sở kiến thức có thể chứa danh sách tất cả
những hƣ hỏng có thể gặp trong quá trình kiểm sóat chất lƣợng thành phẩm hoặc các
ảnh có độ chi tiết cao theo dõi sự thay đổi môi trƣờng trong một vùng. Ngoài việc
điều khiển hoạt động của từng modul xử lý ảnh (hình 1.2), cơ sở kiến thức còn sử
dụng để thực hiện việc điều khiển tƣơng tác giữa các modules.

11 Hình 1.2 Quy trình xử lý ảnh số
1.2.2 Biểu diễn tín hiệu ảnh số
Sau khi số hóa tín hiệu hình ảnh, chúng ta nhận đƣợc ma trận giá trị mức
xám của các điểm ảnh. Chúng ta sẽ sử dụng 2 cách biểu diễn tín hiệu ảnh số. Cách
thứ nhất, các điểm ảnh rời rạc đƣợc sắp xếp theo cột và hàng nhƣ trên hình 1.3. Tọa
độ của các điểm ảnh (x,y) là rời rạc. Gốc tọa độ nằm tại góc trên bên trái của ảnh


x
,

y





i, j


,
do đó hai ma trận trên hoàn toàn giống nhau. Đối với ảnh số, giá trị M và N phải là số
nguyên dƣơng. Số lƣợng mức xám có thể gán cho 1 điểm ảnh L thƣờng đƣợc lựa
chọn sao cho L

2
k
, k là số nguyên dƣơng.
Nhƣ vậy, số lƣợng bit đƣợc sử dụng để biểu diễn 1 ảnh số sẽ đƣợc xác định theo
công thức: b

M

N

k .
Ví dụ: ảnh số hiển thị trên màn hình VGA có kích thƣớc 640x480 điểm, số lƣợng
các mức xám là 256 (8 bits/mẫu) có thể đƣợc lƣu lại trong bộ nhớ có kích thƣớc bằng:
b

640

480

8

2 457 600 bits .

+ Tạo hình về tự nhiên;
+ Tác phẩm điện ảnh;
+ Tác phẩm ảnh;
+ Chƣơng trình máy tính;
Các khuôn mẫu tại cơ quan quản lý sở hữu trí tuệ cho phép ngƣời ta khai báo sản
phẩm để đƣợc bảo vệ.

14

1.3.2. Vi phạm bản quyền
Vi phạm quyền tác giả sẽ ảnh hƣởng đến tác giả về quyền lợi, ý tƣởng riêng, trách
nhiệm về sản phẩm. Các dạng vi phạm đƣợc thống kê [V4, E5]:
+ Sao chép: việc lại thể hiện rõ ràng qua hiện tƣợng chép lại cả đoạn văn vào tài
liệu của mình, chƣa kể đến sao chép ý tƣởng mà đoạn văn đó thể hiện;
+ Thể hiện lại: một số sản phẩm lấy việc thể hiện là trọng tâm, nhƣ động tác kịch
câm, việc thể hiện lại bị coi nhƣ sao chép tƣ tƣởng. Thể hiện lại cũng nhƣ là sắp đặt,
thiết kế theo mẫu của ngƣời khác cũng bị coi là vi phạm ý tƣởng.
+ Truyền bá: sử dụng ý tƣởng của tác giả sản phẩm trong việc chứng minh, thể
hiện nội dung của mình, mà không xin phép tác giả sẽ bị xem là truyền tải, truyền bá
không đƣợc phép;
+ Trích dẫn: ngƣời ta không cho phép sử dụng sản phẩm trong việc thể hiện ý
tƣởng của mình, cho dù là trích sản phẩm nhƣ là thí dụ. Việc trích dẫn cần đƣợc xin
phép, và đôi khi phải có chi phí;
+ Triển lãm: sản phẩm đa phƣơng tiện tại các buổi trƣng bày, triển lãm thuộc về
tác giả. Vậy nên dùng tác phẩm trong triển lãm phải đƣợc sự đồng ý của tác giả sản
phẩm;
+ Dịch lại: việc dịch tài liệu ra ngôn ngữ khác cũng nhƣ thể hiện lại tác phẩm liên
quan đến sở hữu trí tuệ, không nên vi phạm;
+ Trình bày trƣớc công chúng: Việc thể hiện lại sản phẩm đa phƣơng tiện trƣớc
đám đông cũng nhƣ truyền bá là không đƣợc phép;


1.4. BẢO VỆ BẢN QUYỀN ẢNH SỐ
Mặc dù đã có nhiều quy định về bảo vệ bản quyền và đã có những chuyển biến tích
cực trong việc thực thi quyền tác giả, nhƣng bấy nhiêu vẫn còn chƣa đủ. Những hành vi
xâm hại quyền tác giả diễn ra tràn lan, tinh vi và công khai trƣớc sự xót xa, bất lực của
các chủ sở hữu. Đặc biệt với dữ liệu số chẳng hạn nhƣ ảnh số với nhiều định dạng thì
vấn đề bảo vệ bản quyền lại càng trở nên khó khăn hơn.
1.4.1. Một số vấn đề trong bảo vệ bản quyền ảnh số.
Trong mua bán và trao đổi các tác phẩm số nảy sinh một số vấn đề cụ thể nhƣ:
+ Vấn đề thứ nhất là phải bảo đảm quyền tác giả:

Hình 1.7 Tranh chấp quyền sở hữu sản phẩm số
Để bảo vệ đƣợc bản quyền của ngƣời chủ sở hữu tác phẩm số thì sản phẩm đó phải
mang những thông tin đặc biệt chứng minh đƣợc nó là thuộc quyền sở hữu của ngƣời
chủ. Nhờ những thông tin này chủ tác phẩm số có thể chứng minh đƣợc với cơ quan có
thẩm quyền quyền sở hữu hợp pháp của mình [E4].
+ Vấn đề thứ hai là đảm bảo thông tin sẵn sàng cho ngƣời dùng hợp pháp và chống
phân phối bất hợp pháp nội dung tác phẩm: việc mua bán, phân phối các hợp pháp sản
phẩm số (đặc biệt là ảnh số) đƣợc thực hiện dựa trên nguyên tắc là ngƣời mua sẽ trả tiền
để nhận đƣợc những bản sao hợp pháp của các sản phẩm này.
+ Vấn đề thứ ba lần vết thông tin phát hiện ngƣời phân phối sản phẩm bất hợp
pháp: khi vấn đề về vi phạm bản quyền xảy ra hoặc khi chủ sở hữu sản phẩm số nghi
ngờ là có bản sao sản phẩm không hợp lệ, thì phải có biện pháp để xác minh hoặc tìm ra
trong những ngƣời dùng hợp pháp ai là ngƣời phân phối sản phẩm trái phép.

17

1.4.2. Giải pháp và kỹ thuật bảo vệ bản quyền.
1). Ẩn giấu tin và thủy vân.
Thủy vân không phải là một kỹ thuật mới. Nó là một nhánh của kỹ thuật ẩn giấu

2). Mã hóa
Thủy vân là hoàn toàn khác so với kĩ thuật mã hóa. Mã hóa cung cấp phƣơng thức
bảo mật bằng việc mã hóa và giải mã. Tuy nhiên, mã hóa không thể giám sát và bảo vệ
nội dung thông tin sau khi giải mã.
Qui trình mã hóa thể hiện trong hình 1.9, trong trƣờng hợp khách hàng có thể làm
bản sao bất hợp pháp của nội dung số. Không giống nhƣ các mật mã, kỹ thuật thủy vân
có thể bảo vệ nội dung ngay cả khi dữ liệu đƣợc giải mã [V1, E8].

Hình 1.9 Kĩ thuật mã hóa và vấn đề sao chép bất hợp pháp thông tin số

19

Trong kỹ thuật thủy vân, thủy vân có sự liên hệ mật thiết với dữ liệu đƣợc thủy vân,
việc nhúng thủy vân ngoài việc bảo vệ nội dung còn hỗ trợ nhiều ứng dụng khác nhƣ
bảo vệ quyền tác giả, bảo vệ sao chép, bảo mật thẻ ID, vv
Ngoài ra, việc tấn công trên hệ thống mã hóa và hệ thống thủy vân cũng có sự khác
biệt. Một hệ thống mã hóa bị phá vỡ khi những kẻ tấn công có thể giải mã đƣợc thông
điệp bí mật. Nhƣng để phá vỡ của một hệ thống thủy vân gồm hai giai đoạn:
1) Những kẻ tấn công có thể phát hiện rằng kỹ thuật thủy vân đã đƣợc sử dụng.
2.) Kẻ tấn công có thể đọc, sửa đổi hoặc loại bỏ thủy vân đã đƣợc nhúng.
Thủy vân và mã hóa, mỗi kỹ thuật đều có những ƣu điểm và nhƣợc điểm riêng nên
trong nhiều trƣờng hợp nên sử dụng kết hợp cả hai kỹ thuật này.
3). Ký số
Ký số là giải pháp hiệu quả trong việc đảm bảo toàn vẹn và xác thực của các dữ liệu
số, ký số đƣợc thực hiện trên từng bít của tài liệu [V1]. Tuy nhiên, việc sử dụng chữ ký
số yêu cầu bổ sung băng thông và làm tăng chi phí chẳng hạn: chữ ký đƣợc gắn kèm
với thông điệp ( sơ đồ chữ ký Elgamal thì chữ ký có độ dài bằng hai lần thông điệp)
hoặc sử dụng chữ ký khôi phục thông điệp ( sơ đồ chữ ký RSA thì độ dài của chữ ký
bằng độ dài thông điệp) [E6] .
Với thủy vân chúng ta nhúng thủy vân với dung lƣợng không đáng kể vào nội dung

Hình 2.1 Kỹ thuật thủy vân trên tiền giấy

Thủy vân

21

Nhƣ vậy, có thể định nghĩa, “thủy vân số” là quá trình đó nhúng những dữ liệu
vào một đối tƣợng đa phƣơng tiện theo một cách nào đó, để sau đó có thể phát hiện
hoặc trích xuất thủy vân cho mục đích xác thực nguồn gốc sản phẩm [E9].
Thủy vân là một phần đặc trƣng của thông tin nhúng vào dữ liệu cần bảo vệ.
Một yêu cầu quan trọng đối với thủy vân là rất khó để trích xuất hoặc gỡ bỏ đƣợc nó từ
đối tƣợng đƣợc nhúng thủy vân nếu không biết chìa khóa bí mật.
2.1.2 Lịch sử phát triển
Kỹ thuật thủy vân trên giấy xuất hiện trong các tác phẩm nghệ thuật làm giấy
thủ công cách đây khoảng hơn 700 năm. Loại giấy có thủy vân cổ nhất đƣợc tìm thấy
vào những năm 1292 và nguyên bản của nó bắt nguồn từ thị trấn Fabriano ở Ý đã đóng
một vai trò rất lớn đối với sự tiến hóa của công nghiệp sản xuất giấy. Cuối thế kỷ 13,
có khoảng 40 nhà máy giấy cạnh tranh nhau ở vùng Fabriano với nhiều mẫu giấy có
chất lƣợng giá thành khác nhau. Vào thời điểm đó các nhà máy sản xuất giấy thô với
bề mặt nhám không thể viết lên đó. Nguyên liệu giấy thô này đƣợc đƣa đến các thợ thủ
công để cho họ làm nhẵn bề mặt giấy nhờ đó mà có thể viết lên giấy đƣợc. Giấy sau
khi làm nhẵn đƣợc bán cho các thƣơng gia, rồi tới tay ngƣời sử dụng. Do vậy cạnh
tranh diễn ra khốc liệt không chỉ giữa các nhà máy giấy mà còn giữa các thợ thủ công
và thƣơng gia. Thật khó để xác định loại giấy nào đƣợc sản xuất bởi một cá nhân hay
một tổ chức nào.
Vào thời điểm này, kỹ thuật thủy vân đƣợc xem là một phƣơng pháp hữu hiệu
để xác định nguồn gốc sản phẩm, giúp ngƣời dùng lựa chọn đúng hãng sản xuất giấy
mà mình muốn mua. Sau khi xuất hiện một thời gian, kỹ thuật thủy vân đã lan rộng ra
khắp nƣớc Ý và trên cả Châu Âu mặc dù lúc đầu nó chỉ đƣợc dùng để xác định nhãn
hiệu của nhà sản xuất giấy [E10].

+ Thủy vân trên video.
+ Thủy vân trên âm thanh.
+ Thủy vân trên văn bản.
3). Phân loại thủy vân theo cảm nhận của con người:
Theo cảm nhận của con ngƣời, thủy vân có thể đƣợc chia làm ba loại khác nhau
nhƣ sau:
+ Thủy vân hiện.
+ Tthủy vân ẩn bền vững và thủy vân ẩn dễ vỡ.
+ Thủy vân ẩn và hiện đồng thời .

23

Thủy vân hiện hiển thị cho ngƣời xem thông tin về sản phẩm dƣới dạng các
hình mờ.
Thủy vân ẩn bền vững đƣợc nhúng bằng cách thay đổi trên điểm ảnh sao cho
hệ thống cảm giác của con ngƣời không thể nhận thấy và phải chịu đƣợc các thao
tác xử lý tín hiệu thông thƣờng (đƣợc gọi là "tấn công") và nó chỉ có thể đƣợc phục
hồi với cơ chế giải mã thích hợp mà thôi.
Thủy vân ẩn dễ vỡ đƣợc nhúng theo cách mà bất kỳ biến đổi hay giả mạo đều
làm thay đổi hay phá hủy “thủy vân”.
Thủy vân đồng thời (dual watermark) là sự kết hợp giữa “thủy vân” ẩn và
“thủy vân” hiện.
Xét theo tính bí mật thủy vân bền vững đƣợc phân loại nhỏ hơn nhƣ sau:
- Lƣợc đồ “thủy vân” bí mật (private watermarking scheme):
Cần tới ảnh gốc để trích xuất “thủy vân”. Có hai loại lƣợc đồ thủy vân bí mật:
Loại 1: yêu cầu cả ảnh bị biến đổi và ảnh gốc khi trích xuất “thủy vân”.
Ảnh gốc đƣợc sử dụng để tìm kiếm vị trí “thủy vân” trong bức ảnh bị biến đổi.
Loại 2: trong đó yêu cầu một bản sao của “thủy vân” trong quá trình trích
xuất và kiểm tra, mới có thể biết đƣợc “thủy vân” có ở trong bức ảnh cần kiểm
tra hay không.

đổi định dạng), trƣớc khi giấu vào ảnh. Các thuật toán nhúng thuỷ vân dạng logo
đƣợc gọi là thuật toán thuỷ vân hợp nhất ảnh (image-fusion). Thuỷ vân dạng ảnh có
lợi ích là dễ dàng nhận biết về mặt trực giác và đƣa ra một chứng minh đúng đắn về
quyền sở hữu ảnh. Bình thƣờng sẽ có một khoá bí mật K dùng để tăng tính bảo mật
cho dữ liệu đƣợc nhúng. Do tính bền vững đƣợc đảm bảo hơn nên thủy vân dạng ảnh
đƣợc sử dụng nhiều hơn.
Để tăng thêm tính an toàn và dung lƣợng, thì thủy vân trƣớc khi nhúng vào ảnh
mang có thể đƣợc mã hóa hay nén lại. Theo cơ chế này, đầu tiên thủy vân số sẽ đƣợc
nén lại để lƣợng dữ liệu thủy vân có thể tăng lên, sau đó đƣợc mã hóa để tăng tính bảo
mật cho thông tin trƣớc khi đƣợc giấu vào trong ảnh mang. Tuy nhiên, giải pháp này
làm tăng độ phức tạp của bài toán phát hiện thủy vân.
2). Qui trình nhúng thủy vân
Hình 2.4 trình bày và giải thích quá trình nhúng thủy vân cho ảnh tĩnh. Trong
đó, Ảnh gốc đƣợc kí hiệu bằng I, “thủy vân” đƣợc kí hiệu bởi W, hình ảnh chứa
“thủy vân” là I
W
và K là khóa nhúng. Hàm nhúng E
MB
có đầu vào là ảnh gốc I,
“thủy vân” W và khóa K và tạo ra một ảnh mới có chứa thủy vân mới thể hiện bằng
I
W
.
Khóa nhúng K là thực sự cần thiết cho việc nâng cao khả năng bảo mật của hệ
thống “thủy vân” . Trƣớc quá trình nhúng, hình ảnh gốc có thể đƣợc chuyển đổi sang
miền tần số hoặc nhúng có thể đƣợc thực hiện biến đổi sang miền không gian. Miền
đƣợc chọn phụ thuộc vào việc lựa chọn kỹ thuật “thủy vân”. Nếu quá trình nhúng
đƣợc thực hiện trong miền tần số, biến đổi nghịch đảo đƣợc áp dụng để thu đƣợc hình
ảnh chứa “thủy vân”. Biểu thức toán học cho hàm nhúng có thể đƣợc thể hiện nhƣ
sau:

r
có thể chứa “thủy vân” hoặc không chứa “thủy vân”. Trong trƣờng
hợp tổng quát, hình ảnh có thể bị biến đổi. Hàm phát hiện có khả năng khôi phục
“thủy vân” W
e
từ bức ảnh hoặc kiểm tra có sự hiện diện của “thủy vân” W trong bức
ảnh đã cho I
r
hay không. Trong quá trình này hình ảnh gốc I cũng có thể đƣợc yêu
cầu, phụ thuộc vào lƣợc đồ “thủy vân” đƣợc lựa chọn.
Biểu thức toán học cho thủ tục trích xuất “mù” (blind extraction – trích xuất
không sử dụng ảnh gốc I ) cụ thể nhƣ sau:
D
tc
(I
r
,K) = W (1.3)
Biểu thức toán học cho thủ tục trích xuất “ không mù” (non-blind extraction –
trích xuất có sử dụng ảnh gốc I ) cụ thể nhƣ sau:
D
tc
(I
r
,I,K) = W
e
(1.4)
Thuật toán phát hiện thủy vân “mù” có đầu ra là một giá trị nhị phân cho biết có
sự hiện diện của “thủy vân” W hay không. Bởi vậy, có thể giả sử:

Trong lƣợc đồ tách thủy vân phải đƣợc trích xuất một cách chính xác, nguyên