Digital Image Watermarking

واتر مارکینگ چیست؟

واتر مارکینگ(watermarking)چیست؟

در طول چند سال گذشته، افزایش قابل توجه در استفاده از محتوای دیجیتالی مباحثی مانند آسیب پذیری داده های آنلاین و نقض حق نشرها را افزایش داده است. یکی از راه حل های برجسته، واترمارکینگ محتوای دیجیتالی است. علاوه بر واترمارکینگ، روش های جالب دیگری وجود دارند که می توانند حفاظت برای محتوای دیجیتالی مانند رمزنگاری (کریپتوگرافی)، استگانوگرافی را نیز فراهم سازند. استگانوگرافی و واترمارکینگ هر دو وارد تکنیک های مخفی سازی داده ها می شوند، یعنی برای مخفی سازی اطلاعات رمزی در کار پوشش استفاده می شوند. با اینحال، اختلاف ظریفی بین استگانوگرافی و واترمارکینگ وجود دارد، یعنی استگانوگرافی وجود اطلاعات مخفیانه را مخفی می سازد. اگر وجود اطلاعات مخفیانه آشکار شود، استگانوگرافی با شکست مواجه می شود. در حالیکه در واترمارکینگ، وجود اطلاعات مخفیانه می تواند مشخص باشد. بطور ایده آل، هدف واترمارکینگ، غیرممکن ساختن حذف/دستکاری اطلاعات مخفیانه است. در مقابل، کریپتوگرافی وجود اطلاعات مخفیانه را مخفی نمی سازد، بلکه اطلاعات را به این روش رمزگذاری می کند که برای مهاجم بی مصرف به نظر برسد، مگراینکه با کلید مناسب کدگشایی شود.

بواسطه ی تکنیک های واترمارکینگ مناسب، حفاظت از داده ها می تواند تضمین شود و می توان دانست که آیا محتوای دریافت شده جعل شده است یا نه. با اینحال، واترمارکینگ ممکن است منجر به آسیب به اطلاعات حساس موجود در کار پوشش شود، و بنابراین در سمت دریافت کننده، بازیابی دقیق کار پوشش ممکن است امکان پذیر نباشد. در برخی کاربردها، حتی کم ترین انحراف در کار پوشش غیرقابل تحمل است. بعنوان مثال، در زمینه ی تصویربرداری پزشکی، اگر تصویر پزشکی با استفاده از واترمارکینگ سابق تغییر یابد، تغییر کم ممکن است روی تفسیر تاثیر قابل توجهی داشته باشد و ممکن است پزشک تشخیص اشتباهی دهد. بطور مشابه، در مورد کاربرد نظامی، تغییرات به دلیل تعبیه اطلاعات محرمانه می توانند بطور قابل توجهی تصویر پوشش (کاور) را تغییر دهند و بنابراین تصمیم گرفته شده ممکن است هزینه هنگفتی داشته باشد. در نتیجه، نیاز قوی برای بازیابی کار پوشش به فرم اصلی اش وجود دارد. واترمارکینگ برگشت پذیر، که واترمارکینگ بدون تلفات نیز نامیده می شود، امکان استخراج کامل اطلاعات تعبیه شده را بهمراه بازیابی کامل کار پوشش فراهم می سازد. واترمارکینگ برگشت پذیر بنابراین می تواند بعنوان مورد خاصی از واترمارکینگ در نظر گرفته شود.

در نتیجه، عبارت های اطلاعاتی که قرار است تعبیه شوند و واترمارک بطور قابل تعویض استفاده می شوند. در رابطه با طرح های واترمارکینگ کلی، انواع مختلفی در مقالات گزارش شدند؛ یعنی انواع قوی، ضعیف و نیمه ضعیف. در طرح های واترمارکینگ قوی، واترمارک برای حفظ عملیات پردازش تصویر نرمال طراحی می شود. در حالیکه در طرح های واترمارکینگ ضعیف (شکننده)، واترمارک شکسته می شود اگر کار واترمارک شده متحمل هر نوع تغییری شود، بنابراین برای تصدیق صحت رسانه دیجیتالی مفید است. در حالیکه، در مورد طرح های واترمارکینگ نیمه ضعیف (نیمه شکننده)، واترمارک باید اصلاحات جزئی را حفظ کند. این انواع مختلف طرح های واترمارکینگ کاربردهای مختلفی دارند و بنابراین با توجه به ماهیت کاربرد مورد استفاده قرار می گیرند. ولی، طرح های واترمارکینگ برگشت پذیر موجود در اصل عمدتا ضعیف (شکننده) می باشند. دو ویژگی مهم واترمارکینگ برگشت پذیر غیرقابل مشاهده بودن و ظرفیت تعبیه می باشند. در کل، غیرقابل مشاهده بودن، ارزیابی شباهت بین تصویر واترمارک شده و تصویر کاور (پوشش) می باشد.

با رشد فناوری دیجیتال طی دهه‌های گذشته، ارسال و ذخیره رسانه‌های الکترونیکی افزایش یافته است؛ چرا که نسخه‌برداری از داده‌ها بدون هیچ افت کیفیت و با هزینه‌ای بسیار اندک امکان‌پذیر شده‌است. بدین ترتیب بهره‌گیری از آثار دیجیتال بدون رعایت حق نشر، دست‌کاری اسناد و استفاده از اسناد جعلی ابعاد تازه‌تری یافته‌است. استفاده از سیستم‌های رمزنگاری قدیمی این امکان را به وجود می‌آورند که تنها دارندهٔ کلید بتواند متن رسانهٔ رمز شده را مشاهده کند، ولی در چنین حالتی نیز پس از رمزگشایی داده‌ها امکان استفاده غیرمجاز از آن وجود خواهد داشت. بنابراین روش‌های قدیمی رمزنگاری برای جلوگیری از استفادهٔ غیر مجاز حملات بداندیشانه کارایی لازم را نخواهند داشت. در این شرایط گنجاندن داده، به صورت غیرمحسوس، برای جلوگیری از استفاده‌های غیرمجاز از پتانسیل تجاری بالایی برخوردار است.

برای غلبه بر این مشکل، واترمارکینگ دیجیتال مطرح شده‌است. واترمارک (فیزیکی) که در زبان فارسی به چاپ سفید ترجمه شده‌است، طرحی است که علاوه بر طرح زمینه، به صورتی غیر محسوس بر روی اسناد کاغذی چاپ می‌شود و با کمک رنگ روشن‌تر و یا از راه در معرض نور قرار گرفتن قابل رؤیت می‌باشد. واترمارکینگ دیجیتال رابطهٔ نزدیکی با نهان‌نگاری و پنهان‌سازی داده دارد. ولی با این حال، بسته به کاربردهایی که دارد، تفاوت‌هایی نیز مشاهده می‌شود. لذا در عین حال که می‌توان از مفاهیم مشابه در نهان‌نگاری برای ارزیابی الگوریتم‌های واترمارکینگ بهره گرفت، نباید از تفاوت‌هایی که در عمل بین آن‌ها وجود دارد، غافل بود.

 

 

برای اطلاعات بیشتر به آدرس زیر مراجعه کنید:

 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020025514004150

دو نمونه تصویر واترمارک شده جهت درک اولیه موضوع در زیر نمایش داده می شود:


تصویر اصلی:




تصویر واتر مارک شده

نظرات (0)
امکان ثبت نظر جدید برای این مطلب وجود ندارد.