دیجیتال واترمارک با روش dwt-dct در متلب - انجام پروژه متلب |پروژه متلب | انجام پروژه متلب برق | شبیه سازی با متلب

دیجیتال واترمارک با روش dwt-dct در متلب

دیجیتال واترمارک با روش dwt-dct در متلب :پروژه متلب

پروژه متلب : گسترش سیستم‌های چندرسانه‌ای و استفاده از شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت، دسترسی به اطلاعات دیجیتال و کپی‌برداری از آن‌ها را به‌آسانی ممکن کرده است. همۀ این‌ها نیاز به حفاظت از کپی‌رایت رسانه‌های دیجیتالی مختلف مانند تصویر، کلیپ‌های صوتی، ویدئو و… را به وجود آورده است. بنابراین مسئلۀ حفاظت از داده‌ها در مقابل کپی‌برداری و جعل، اهمیت فراوانی دارد. به همین دلیل باید از راهکارهایی برای کنترل کپی‌ استفاده کرد. حمایت کپی‌رایت شامل احراز هویت و شناسایی کپی‌های قانونی هر تصویر است.

پروژه متلب از بین روش‌های حل این مشکل می‌توان به استفاده از واترمارکینگ و روش‌های مختلف رمزنگاری اشاره کرد. این روش‌ها اگرچه مزایایی دارند، دارای چندین عیب نیز هستند که از میان آن‌ها می‌توان به گم‌شدن رمز عبور، تغییر محتویات در طول انتقال، صرف زمان به‌منظور رمزگشایی و برگرداندن داده و… اشاره کرد. یکی از روش‌های حل این مشکل، اضافه‌کردن یک ساختار مرئی یا نامرئی به تصویر است که می‌توان آن‌ها را مارک‌دار کرد. این روش، دیجیتال واترمارک یا سایه‌گذاری دیجیتالی (Digital Watermark) نامیده می‌شود.

واترمارک چیست؟

واترمارک عبارت است از توانایی حمل اطلاعات به‌منظور احراز هویت یا کدهای احراز هویت یا علائم اختصاری ضروری برای تفسیر تصویر. این توانایی برای انجام کپی‌رایت، پروژه متلب حفاظت از جعل‌کردن و دستیابی کنترل‌شده است. واترمارک پردازش رمزگذاری مخفیانۀ اطلاعات کپی‌رایت در تصاویر است که این کار با تغییرات کوچک نشانه‌گذاری در محتوای هر پیکسل تصویری صورت می‌گیرد. رمزگذاری، محتویات را در طول انتقال داده از فرستنده به گوینده محافظت می‌کند، اما سایه‌گذاری دیجیتالی دسترسی به اطلاعات تصویر را محدود نمی‌کند. دیجیتال واترمارک در موارد زیادی کاربرد دارد که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

یکی از استفاده‌‌های رایج از واترمارک در اسکناس است. این ویژگی در مرحلۀ تولید کاغذ ایجاد می‌شود و قدمت بسیار زیادی دارد. اولین‌بار شرکت فابریانو (Paper and Watermark Museum Fabriano) در کشور ایتالیا این پدیده را تولید کرد. معمولاً در اکثر اسکناس‌ها و چک‌پول‌ها از واترمارک به‌عنوان یک ویژگی امنیتی آشکار استفاده می‌شود. واترمارک که در فارسی با عنوان «نقش-آب» نیز شناخته شده است، به دو روش تولید می‌شود که هرکدام جلوه‌ای مخصوص به خود را روی کاغذ بر جای می‌گذارد.

1. Dandy Roll: در این روش با استفاده از غلتکی سبک که طرح مد نظر روی آن به‌صورت خطی برجسته است، نقش واترمارک صورت می‌گیرد. خطوط کم‌رنگ و ضعیف را با سیم در جهت موازی با محور نور قرار می‌دهند و خطوط قوی‌تر و پررنگ با زنجیره‌ای از سیم، موازی با محیط ایجاد می‌شوند؛ چراکه باعث تأثیرگذاری بیشتری روی خمیر کاغذ می‌شوند. به همین علت به این تکنیک Wire Mark Label نیز می‌گویند. در جاهایی که ضخامت کاغذ کاهش می‌یابد، نور از الیاف کاغذ عبور می‌کند و نقش آن روی کاغذ ایجاد می‌شود.
2. Cylinder Mould: در این سیستم امکان ایجاد واترمارک به‌صورت سایه‌روشن‌دار (Tonal) وجود دارد و ایجاد تصاویر باکیفیت و برجسته و مرغوب، همانند تصاویر پرتره روی اسکناس‌ها و چک‌پول‌ها، با این تکنیک صورت می‌گیرد. این سیستم به‌صورت قالب نر و ماده تغییر ضخامت را در کاغذ ایجاد می‌کند و تصاویر مد نظر را روی کاغذ منتقل می‌کند و ضخامت‌های متنوع و جزئیات بیشتری را به وجود می‌آورد.

پروژه متلب در برخی دستگاه‌های چاپ پیشرفته سیستم‌هایی وجود دارد که به‌وسیلۀ نور لیزر، شماره سریال اختصاصی شما را روی کار به‌صورت نامریی چاپ می‌کند تا درصورت نیاز، توسط دستگاه‌های مخصوص بازخوانی بشوند. همچنین می‌توان با آنالیز واترمارک، به مدل و مارک دستگاه کاتریج تونری که واترمارک را روی کار چاپ کرده است، رسید. این دستگاه‌ها و ابزار در اختیار کمپانی‌های بزرگ و پیشرفته قرار دارد.

پروژه متلب بعضی واترمارک‌ها هم فقط هنگام کپی یا اسکن پدیدار می‌شوند. مثلاً در بعضی مدارک (گواهی‌نامه، کلاس زبان و…) وقتی مدرک را کپی یا اسکن می‌کنید، نوشتۀ «این یک کپی است» روی فایل کپی یا اسکن‌شده معلوم می‌شود. از این طریق فرایند کپی و تشخیص کپی از اصل، راحت‌تر انجام می‌شود.

واترمارکینگ چیست؟

پروژه متلب واترمارکینگ (Watermarking) به‌معنای پنهان‌کردن داده در تصاویر است، به نحوی که با چشم قابل تشخیص نباشد و فقط افرادِ مجاز قادر به استخراج این داده‌ها باشند. در ضمن سیگنال واترمارک در اثر پردازش‌های معمول روی تصویر، از بین نرود. واترمارکینگ کاربردهای گوناگونی دارد که مهم‌ترین کاربرد آن همان‌طورکه گفته شد حفظ حق کپی‌رایت است. از کاربردهای دیگر آن می‌توان به ردیابی مجرمان اشاره کرد. نکتۀ مهمی که وجود دارد این است که واترمارکینگ تصاویر و صداها و… از کپی‌شدن یا سرقت جلوگیری نمی‌کند! بلکه درصورت نیاز (کپی یا دزدیده‌شدن و…) مالکیت عکس را اثبات می‌کند.
برای واترمارکینگ تصاویر خود می‌توانید از نرم‌افزار رایگان، کم‌حجم و راحت Watermark Software استفاده کنید.

دیجیتال واترمارک چیست؟

پروژه متلب «دیجیتال واترمارک» (Digital Watermak) نوعی تکنولوژی مناسب برای برطرف‌کردن مشکلات امنیتی است. مشکلاتی که به‌وسیلۀ روش‌های رمزنگاری رایج حل نمی‌شود. برای فراهم‌آوردن امنیت در یک فرایند چند‌رسانه‌ای، به بررسی سطح امنیتی از طریق بررسی ارتباط مطمئن دامن، کنترل نحوۀ استفاده و دسترسی (کنترل چگونگی استفاده از فرایند) و مدارک و ابزار لازم برای پیگیری استفادۀ غیرقانونی نیاز داریم. این موارد مکملی برای حفاظت از تمامی قسمت‌های به‌کارگرفته‌شده در یک فرایند تجارت چند‌رسانه‌ای است. دیجیتال واترمارکینگ مدارک لازم و قابلیت پیگیری برای کپی‌های غیرقانونی و همچنین توزیع اطلاعات چندرسانه‌ای را فراهم می‌کند.

به فرایند گنجاندن واترمارک در میان داده‌های دیجیتال معمولی، دیجیتال واترمارکینگ گفته می‌شود. در این فرایند، بسته به نوع کاربرد، در برخی موارد سعی می‌شود واترمارک به شکلی در داده‌های اصلی گنجانده شود که در برابر تغییرات به‌شدت مقاوم بوده و به‌سادگی قابل حذف نباشد. در مقابل، واترمارک‌های شکننده که معمولاً برای تشخیص نمونه‌های جعلی به کار می‌روند، با تغییرات جزئی غیرقابل شناسایی می‌شوند.

دم‌دست‌ترین دیجیتال واترمارک‌هایی که روزانه می‌بینید، برای عکس‌هاست. برای واترمارکینگ‌کردن آن عکس‌ها معمولاً از یک نوشته یا لوگوی تِرَنسپرنت استفاده می‌شود که لطمه‌ای به زیبایی تصویر نزند. این کار را با هر نوع نرم‌افزار گرافیکی می‌شود انجام داد. مثلاً بعضی سایت‌ها با دستور کد php این امکان را فراهم کرده‌اند که به‌صورت اتوماتیک، واترمارک روی تصاویر درج شود.

انواع واترمارک

پروژه متلب همانند واترمارک‌های معمولی که نمونۀ آن‌ها در اسناد و اسکناس‌ها به‌صورت تصویری نیمه‌مبهم، پس از تابش نور مشخص می‌شوند، واترمارک‌های دیجیتال نیز معمولاً پس‌از اجرای یک الگوریتم پدیدار می‌شوند (واترمارک غیرقابل مشاهده – Invisible Watermark). گروهی دیگر از واترمارک‌ها، نظیر آنچه در تصاویر یا ویدئوهای دیجیتال برای نمایش لوگو یا نام سازنده به‌صورت نیمه‌شفاف ثبت می‌شود، بدون نیاز به الگوریتم بازگردانی، قابل مشاهده هستند (واترمارک قابل مشاهده – Visible Watermark).

یازده کاربرد دیجیتال واترمارکینگ

1. حفاظت از کپی‌رایت:
   • می‌توان واترمارکینگ را همراه با رمزنگاری برای آدرس‌دهی بعضی موضوعات مهم در محافظت از کپی‌رایت استفاده کرد. این موضوعات مهم شامل تعیین هویت فروشنده، خریدار، تخلف از کپی‌رایت و تأیید مالکیت است.
   • درخصوص تخلف از کپی‌رایت، موضوع مطرح‌شده فروشندۀ آثارهنری را قادر خواهد ساخت خریدارآثارهنری معین را از کسی که منشأ یک کپی غیرقانونی از تصویر علامت‌گذاری‌شده است، تمیز دهد و در آینده این حقیقت را به یک طرف ثالث اثبات کند. منظور از تأیید مالکیت این است که فروشندۀ تصویر علامت‌گذاری‌شده باید بتواند مالکیت حقیقی خود را درصورت وجود چندین ادعای تملک، ثابت کند.

2. سندیت (بدون نقص)
   • قراردادن اطلاعات مربوط به احراز هویت یا سندیت اطلاعات، مانند استفاده از اطلاعات به‌عنوان رمز ورود و ذخیره‌کردن اطلاعات شخصی است که مورد نیاز تجارت الکترونیک است. مشابه کلیدهای عمومی و خصوصی انتظار می‌رود که کاربردهای کپی‌رایت، توسط کاربردهایی مانند کنترل وسیع و ردیابی محتوای توزیع‌شده در همکاری‌ها تحت‌الشعاع قرار گیرد.

3. ارتباط امن و رؤیت‌نشدنی
   • در کاربردهایی که فایل‌ها از طریق ضمیمه‌های ایمیل (Attachment) منتقل شده یا در محل‌هایی ذخیره می‌شوند که در دسترسی عموم هستند.

4. برچسب‌گذاری و حاشیه‌نویسی مخفی
   • مانند درج شمارۀ شناسایی، کلمات کلیدی برای جست‌وجوی اطلاعات و خصوصیات فایل.

5. نمایش برچسب
   • در مواردی که کاربر مایل است نام صاحب یا سازنده توسط تمامی کاربران اعم از کاربران مجاز و غیرمجاز رؤیت شود.

6. ایجاد شرایط دسترسی به تصویر
   • به کمک تکنیک‌های واترمارک می‌توان افرادی که می‌توانند تصاویر خاصی را رؤیت کنند (مستقل از اینکه تصویر در اختیار چه کسی است) محدود کرد.

7. حفاظت از داده در مقابل هکرها
   • با ذخیره‌سازی اطلاعات به‌صورت واترمارک‌شده، حتی اگر هکرها به اطلاعات دسترسی پیدا کنند، امکان سوءاستفاده از تصاویر یا اطلاعات وجود ندارد.

8. واترمارک در تجارت
   • با گذشت زمان، با‌توجه‌به اهمیت و گسترش رسانه‌های دیجیتالی، تکنولوژی تجارت الکترونیک به وجود آمد. در این راستا تکنولوژی دیجیتال واترمارک نیز گسترش یافت. مثلاً در تجارت الکترونیک، زمانی که یک خریدار تصویری را از فروشنده‌ای خریداری می‌کند، فروشنده تصویر را از طریق شبکه‌ای برای خریدار ارسال می‌کند. در این حال خریدار می‌خواهد مطمئن شود که تصویری که دریافت کرده است همان است که فروشنده فرستاده است یا خیر؟

9. پایگاه داده‌ها و واترمارک
   • یکی از اطلاعات مهمی که در شبکه‌های مختلف، به‌خصوص اینترنت روزانه، با حجم زیادی در حال انتقال است، اطلاعات پایگاه داده‌ای و جداول اطلاعاتی است که حفاظت آن‌ها به‌خصوص در مواردی که این اطلاعات، اطلاعات مالی هستند، از اهمیت خاصی برخوردار است. یکی از روش‌هایی که در این زمینه می‌تواند مؤثر واقع شود، دیجیتال واترمارک است. اعمال واترمارک در بانک‌های اطلاعاتی به دو صورت ممکن‌ است:
     1. اضافه‌کردن اطلاعات به کل فایل با‌توجه‌به روش‌های موجود برای واترمارک؛
     2. اضافه‌کردن اطلاعات به هر دو رکورد داده یا به رکوردهای خاص.

10. کاربرد واترمارک در سیستم‌عامل
    • یکی دیگر از کاربرد‌های واترمارک استفاده از یک تکنیک در ساختار سیستم‌عامل‌هاست. با اعمال واترمارک در قسمت‌های مختلف سیستم‌عامل، از قِبَل نحوۀ ذخیره‌سازی سیستم فایل‌ها می‌توان به سیستم‌عامل منحصر‌به‌فردی رسید که قابلیت‌های خاص داشته باشد. همچنین می‌توان برای احراز هویت کاربران نیز از این روش‌ها استفاده کرد. در این‌گونه کاربردها واترمارک به‌صورت یک سرویس (Component) در داخل سیستم‌عامل نصب می‌شود.

11. کاربردهای غیرتصویری واترمارک
    • واترمارک درصورت نیاز می‌تواند به دو صورت قابل شنیدن و غیرقابل شنیدن اعمال شود. همچنین در تصاویر متحرک نیز می‌توان از واترمارک استفاده کرد. این روش می‌تواند در محیط‌های فعال (متحرک) مانند ویدئو نیز اجرا شود. واترمارکینگ صوتی عمدتاً برای صدای دیجیتال استفاده می‌شود. از تکنیک‌های مختلفی مانند Digital ،Resample ،Analog و Over The Air برای اعمال آن در موسیقی‌ها استفاده می‌شود.

البته در ایران به این روش‌ها اعتقاد چندانی ندارند و برای اعمال واترمارک در موسیقی، همان اول یا آخر آهنگ با صدای خیلی بلند از لفظ‌هایی مثل «اَرِنج بای فلانی» یا «حااامد پهلااااانه» و… استفاده می‌کنند.

واترمارک، آری یا نه؟

مدتی پیش Trey Ratcliff، عکاس معروف آمریکایی، مطلبی را با عنوان «چرا من از واترمارک استفاده نمی‌کنم؟» نوشت که به نظرم نکات جالبی در آن وجود داشت.

تری راتکلیفت خیلی از عکس‌هایش را با رزولیشن بالای ۶ مگاپیکسل، بدون واترمارک روی سایت خود قرار می‌دهد؛ چون معتقد است که واترمارک کلاً عکس را زشت می‌کند و تمام نگاه و توجه بیننده به واترمارک جلب می‌شود.

تری می‌گوید: «خود من وقتی با عکس واترمارک‌دار مواجه می‌شوم به‌جای اینکه به عکس توجه کنم، به واترمارک توجه می‌کنم و شروع می‌کنم به فکر‌کردن دربارۀ اینکه این واترمارک در مقایسه با کل عکس سایز مناسبی دارد؟ خوب طراحی شده است؟ و…».

دلیل بعدی که تری برای استفاده‌نکردن از واترمارک بیان می‌کند، وجود قانون کپی‌رایت است. تری می‌گوید: «تا وقتی قانون کپی‌رایت هست، اصلاً نیازی به استفاده از واترمارک نیست؛ چون کمتر شرکتی پیدا می‌شود که حاضر باشد بدون اجازه از عکاس، عکسی را در کارهای تجاری استفاده کند.»

اگر هم کسی از عکسی سوءاستفاده کرده یا بدون اجازه از آن استفاده کند، با‌توجه‌به اینکه تری همۀ عکس‌هایش را ثبت می‌کند، به‌راحتی می‌تواند شرکت را محکوم کند. نکتۀ دیگر پیشرفت تکنولوژی‌هایی نظیر سرچ تصاویر گوگل است که خیلی سریع می‌شود جاهایی که از عکس‌ها استفاده شده است، پیدا کرد.

پروژه متلب تری کلاً مبنا را بر اعتماد گذاشته است و حساسیتی به استفادۀ منصفانه از عکس‌هایش ندارد.

خروجی متلب :