Watermarking in multimedia

Cílem úlohy je vyzkoušet si obě strany digitálního vodoznaku: vložení viditelných i neviditelných vodoznaků do obrazu a pokus o jejich odstranění nebo poškození. Cvičení spojuje grafickou práci v GIMPu, zpracování obrazu v Pythonu a měření odolnosti LSB a DCT watermarků.

Viditelné vodoznaky se odstraňují ručně v GIMPu i automaticky pomocí rozmazání, inpaintingu a barevné masky; výsledky se vyhodnocují metrikami PSNR a SSIM pro celý obraz i pro oblast původního vodoznaku (ROI). Neviditelné vodoznaky se vkládají do nejméně významných bitů (LSB) a do frekvenční oblasti (DCT) a následně se vystaví útoku JPEG kompresí.

S čím se v úloze seznámíte

• Rozdíl mezi viditelným a neviditelným vodoznakem a mezi watermarkingem a steganografií.
• Kompromis mezi neviditelností, robustností a kapacitou vodoznaku.
• Vytvoření viditelného vodoznaku a vliv průhlednosti a umístění.
• Odstranění vodoznaku v GIMPu nástroji Clone Tool, Healing Tool a Resynthesizer (Heal Selection).
• Automatizované odstranění vodoznaku – Gaussian blur, Telea inpainting, barevná maska a morfologické operace.
• Hodnocení kvality obrazu pomocí metrik PSNR a SSIM.
• Vložení a extrakce zprávy metodou LSB, bitové roviny obrazu.
• DCT watermark a jeho odolnost vůči JPEG kompresi ve srovnání s LSB.

Průběžné úkoly jsou

• První funkční pokus
• GIMP – Vytvoření vodoznaku a experiment s Opacity
• GIMP – Clone Tool
• GIMP – Healing Tool
• GIMP – Resynthesizer / Heal Selection
• GIMP – Vyhodnocení výsledků z GIMPu
• Automatizované odstranění a metriky – Jeden a opakovaný viditelný watermark
• Automatizované odstranění a metriky – Kontrolní obraz pro tři metody
• Automatizované odstranění a metriky – Simple – Gaussian blur
• Automatizované odstranění a metriky – Medium – Telea inpainting
• Automatizované odstranění a metriky – Barevná maska, morfologie a Expert
• LSB, DCT a robustnost – LSB zpráva a kapacita
• LSB, DCT a robustnost – Bitové roviny
• LSB, DCT a robustnost – JPEG útok na LSB
• LSB, DCT a robustnost – DCT watermark a JPEG

V rámci úlohy jsou dostupné pracovní stanice

• Uživatel (XU) – OS Xubuntu

Potřebný čas na laboratorní úlohu je max. 70 minut.