YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR BİLİMLERİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR PROJESİ



Benzer belgeler
DAYANIKLI SAYISAL RESİM DAMGALAMA

Cebirsel Olarak Çözüme Gitmede Wegsteın Yöntemi

BÖLÜM 3 YER ÖLÇÜLERİ. Doç.Dr. Suat ŞAHİNLER

18.06 Professor Strang FİNAL 16 Mayıs 2005

İstatistik ve Olasılık

LİNEER OLMAYAN DENKLEMLERİN SAYISAL ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ-2

İleri Diferansiyel Denklemler

İstatistik ve Olasılık

BASAMAK ATLAYARAK VEYA FARKLI ZIPLAYARAK İLERLEME DURUMLARININ SAYISI

Ki- kare Bağımsızlık Testi

4/16/2013. Ders 9: Kitle Ortalaması ve Varyansı için Tahmin

Venn Şeması ile Alt Kümeleri Saymak

BİYOİSTATİSTİK İstatistiksel Tahminleme ve Hipotez Testlerine Giriş Dr. Öğr. Üyesi Aslı SUNER KARAKÜLAH

OKUL ÖNCESİ DÖNEM İŞİTME ENGELLİLERDE MÜZİK EĞİTİMİ İLE ÇOCUKLARIN GELİŞİM ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE TERAPÖTİK BİR ÇALIŞMA

Tümevarım_toplam_Çarpım_Dizi_Seri. n c = nc i= 1 n ca i. k 1. i= r n. Σ sembolü ile bilinmesi gerekli bazı formüller : 1) k =

AYRIK DALGACIK DÖNÜŞÜMÜ İLE GÜRÜLTÜ SÜZME

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 7 Sayı: 3 s Ekim 2005

ÖRNEKLEME TEORİSİ VE TAHMİN TEORİSİ

(3) Eğer f karmaşık değerli bir fonksiyon ise gerçel kısmı Ref Lebesgue. Ref f. (4) Genel karmaşık değerli bir fonksiyon için. (6.

SAYISAL ÇÖZÜMLEME. Sayısal Çözümleme

Yatırım Projelerinde Kaynak Dağıtımı Analizi. Analysis of Resource Distribution in Investment Projects

Bileşik faiz hesaplamalarında kullanılan semboller basit faizdeki ile aynıdır. Temel formüller ise şöyledir:


TĐCARĐ MATEMATĐK Bileşik Faiz

Doç. Dr. M. Mete DOĞANAY Prof. Dr. Ramazan AKTAŞ

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Problem 1. Problem 2. Problem 3. Problem 4. PURPLE COMET MATEMATİK BULUŞMASI Nisan 2010 LİSE - PROBLEMLERİ

6. BÖLÜM VEKTÖR UZAYI VEKTÖR UZAYI VEKTÖR UZAYLARI

İSTATİSTİK 2. Tahmin Teorisi 07/03/2012 AYŞE S. ÇAĞLI.

ˆp x p p(1 p)/n. Ancak anakütle oranı p bilinmediğinden bu ilişki doğrudan kullanılamaz.

İstanbul Göztepe Bölgesinin Makine Öğrenmesi Yöntemi ile Rüzgâr Hızının Tahmin Edilmesi

TUTGA ve C Dereceli Nokta Koordinatlarının Gri Sistem ile Tahmin Edilmesi

3D NESNE MODELLEMEYE YÖNELİK LAZERLİ BİR TARAYICI SİSTEMİN TASARIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

ISF404 SERMAYE PİYASALARI VE MENKUL KIYMETYÖNETİMİ

BİR ÇUBUĞUN MODAL ANALİZİ. A.Saide Sarıgül

Veri nedir? p Veri nedir? p Veri kalitesi p Veri önişleme. n Geometrik bir bakış açısı. n Olasılıksal bir bakış açısı

ÖzelKredi. İsteklerinize daha kolay ulaşmanız için

1. GRUPLAR. 2) Aşağıdaki kümelerin verilen işlem altında bir grup olup olmadığını belirleyiniz.

GAUSS HÜZMESİNİN YÜKSEK FREKANSLARDA PLAZMA ORTAMLA ETKİLEŞİMİ

REGRESYON DENKLEMİNİN HESAPLANMASI Basit Doğrusal Regresyon Basit doğrusal regresyon modeli: .. + n gözlem için matris gösterimi,. olarak verilir.

Obje Tabanlı Sınıflandırma Yöntemi ile Tokat İli Uydu Görüntüleri Üzerinde Yapısal Gelişimin İzlenmesi

İSTATİSTİKSEL TAHMİN. Prof. Dr. Levent ŞENYAY VIII - 1 İSTATİSTİK II

Şekil 2. Sabit hızla dönen diskteki noktanın anlık yüksekliğini veren grafik.

BAĞINTI VE FONKSİYON

MEKANİK TESİSATTA EKONOMİK ANALİZ

DÖNEM I BİYOİSTATİSTİK, HALK SAĞLIĞI VE RUH SAĞLIĞI DERS KURULU Ders Kurulu Başkanı : Yrd.Doç.Dr. İsmail YILDIZ

HİPOTEZ TESTLERİ. İstatistikte hipotez testleri, karar teorisi olarak adlandırılır. Ortaya atılan doğru veya yanlış iddialara hipotez denir.

x 2$, X nın bir tahminidir. Bu durumda x ile X arasındaki farka bu örnek için örnekleme hatası x nın örnekleme hatasıdır. X = x - (örnekleme hatası)

OBTAINING REGIONAL TRANSFORM COEFFICIENT CONSIDERING THE DISTANCE AND DIRECTION WİTH L1-NORM METHOD

Normal Dağılımlı Bir Yığın a İlişkin İstatistiksel Çıkarım

İŞLETİM KARAKTERİSTİĞİ EĞRİSİ VE BİR ÇALIŞMA THE OPERATING CHARACTERISTIC CURVE AND A CASE STUDY

Dijital Fotogrametride Alana Dayalı Görüntü Eşleme Yöntemleri

İstatistik Ders Notları 2018 Cenap Erdemir BÖLÜM 5 ÖRNEKLME DAĞILIMLARI. 5.1 Giriş

HARDY-CROSS METODU VE UYGULANMASI

3. TEKNE FORM PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ

6.046J/18.401J DERS 9. Post mortem (süreç sonrası) Prof. Erik Demaine

İÇ YÖNELTME İÇİN KENAR GÖSTERGELERİNİN ÖLÇÜLMESİNDE ÖKLİT MESAFESİ YÖNTEMİNİN KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

5. BORULARDAKİ VİSKOZ (SÜRTÜNMELİ) AKIM

Dr. AKIN PALA. Damızlık Değeri, genotipik değer, allel frekansları. Damızlık değeri hesabı. Damızlık değeri hesabı. Damızlık değeri hesabı

Standart Formun Yapısı. Kanonik Form. DP nin Formları SİMPLEX YÖNTEMİ DP nin Düzenleniş Şekilleri. 1) Optimizasyonun anlamını değiştirme

BİLGİNİN EĞİTİM TEKNOLOJİLERİNDEN YARARLANARAK EĞİTİMDE PAYLAŞIMI

Ders 2: Küme Teorisi, Örnek Uzay, Permütasyonlar ve Kombinasyonlar

M Ü H E N D İ S L E R İ Ç İ N S AY I S A L YÖ N T E M L E R

POLİNOMLARDA İNDİRGENEBİLİRLİK. Derleyen Osman EKİZ Eskişehir Fatih Fen Lisesi 1. GİRİŞ

İSTATİSTİK DERS NOTLARI

35 Yay Dalgaları. Test 1'in Çözümleri. Yanıt B dir.

TAHMİNLEYİCİLERİN ÖZELLİKLERİ Sapmasızlık 3.2. Tutarlılık 3.3. Etkinlik minimum varyans 3.4. Aralık tahmini (güven aralığı)

ON THE TRANSFORMATION OF THE GPS RESULTS

DENEY 4 Birinci Dereceden Sistem

ALTERNATİF SİSTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

ALTERNATİF SİSTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Bölüm 4. Görüntü Bölütleme Giriş

14. Kümelerin Niceliklerinin Kıyaslanışı ve Sonsuzluğun Mertebeleri

Üç Boyutlu Bilgisayar Grafikleri

2.2. Fonksiyon Serileri

İKİ ÖLÇÜTLÜ PARALEL MAKİNELİ ÇİZELGELEME PROBLEMİ: MAKSİMUM TAMAMLANMA ZAMANI VE MAKSİMUM ERKEN BİTİRME

Tahmin Edici Elde Etme Yöntemleri

vor vsu n Sini 2 = n 12 = sabit ; Sinr n1 Sini n = Sinr Sinr = Sini

PROJE RAPORU. PROJENİN ADI: Karmaşık Sayıların n. Dereceden Kökler Toplamı ve Trigonometrik Yansımaları

SİSTEMLERİN ZAMAN CEVABI

Görüntü İşleme. Dijital Görüntü Tanımları. Dijital görüntü ise sayısal değerlerden oluşur.

YENĐ BĐR ADAPTĐF FĐLTRELEME YÖNTEMĐ: HĐBRĐD GS-NLMS ALGORĐTMASI

denklemini sağlayan tüm x kompleks sayılarını bulunuz. denklemini x = 64 = 2 i şeklinde yazabiliriz. Bu son kompleks sayıları için x = 2iy

SİSTEM ANALİZİ. >> x = [ ; ; ];

TOPOLOJİK TEMEL KAVRAMLAR

ÖĞRENME ETKİLİ HAZIRLIK VE TAŞIMA ZAMANLI PARALEL MAKİNELİ ÇİZELGELEME PROBLEMİ

Kuzularda Büyümenin Çok Boyutlu Ölçekleme Yöntemi İle Değerlendirilmesi

Robot Navigasyonunda Potansiyel Alan Metodlarının Karşılaştırılması ve Đç Ortamlarda Uygulanması

Regresyon ve Korelasyon Analizi. Regresyon Analizi

DENEYĐN AMACI: Bu deneyin amacı MOS elemanların temel özelliklerini, n ve p kanallı elemanların temel uygulamalarını öğretmektir.

FİBER BRAGG IZGARA TABANLI OPTİK SENSÖRÜN ANALİZİ

LEFKE AVRUPA ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ PSİKOLOJİ BÖLÜMÜ PSK 106 İSTATİSTİK YÖNTEMLER I BAHAR DÖNEMİ ARASINAV SORULARI

LABORATUVARIN İŞ HİJYENİ ÖLÇÜM, TEST VE ANALİZ HİZMETLERİ KAPSAMINDA AKREDİTASYON BELGESİ ALMASI ZORUNLULUĞU OLAN PARAMETRE LİSTESİ

The Determination of Food Preparation and Consumption of the Working and Non-Working Women in Samsun

: Boş hipotez, sıfır hipotezi : Alternatif hipotez

İNTERNET SERVİS SAĞLAYICILIĞI HİZMETİ SUNAN İŞLETMECİLERE İLİŞKİN HİZMET KALİTESİ TEBLİĞİ BİRİNCİ BÖLÜM

MAK312 ÖLÇME ve DEĞERLENDİRME OTOMATİK KONTROL LABORATUARI 1. Elektriksel Ölçümler ve İşlemsel Kuvvetlendiriciler

KALİTE KONTROLDE ÖRNEKLEM BÜYÜKLÜĞÜNÜN DEĞİŞKEN OLMASI DURUMUNDA p KONTROL ŞEMALARININ OLUŞTURULMASI

SUALTI AKUSTİK DALGA YAYILIMINDA BALONCUKLARIN DİSPERSİF MODELLENMESİ. Burak DEĞİRMENCİ

Kırsal Kalkınma için IPARD Programı ndan Sektöre BÜYÜK DESTEK

Transkript:

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR BİLİLERİ VE ÜHENDİSLİĞİ BÖLÜÜ BİLGİSAYAR PROJESİ Dayaıklı Sayısal Resim Damgalama Proje Yöeticisi : Prof.. Yahya Karslıgil Proje Grubu 98011021 Chasa CHOUSE İstabul, 2002

Bu projei bütü hakları Yıldız Tekik Üiversitesi Bilgisayar Bilimleri ve ühedisliği Bölümü e aittir. ii

iii İÇİNDEKİLER Şekil Listesi...iv Ösöz...v Abstract...vi Özet...vii 1. Giriş...1 2. Damgalama Tekiklerii Kullaım Alaları...2 3. Telif Hakkı Korumak İçi Damgalama...3 3.1 Damgalama Tekikleri...3 3.2 Saldırılar...4 4. Sistem Yapısı...5 4.1 Sistem Blok Diagramı...5 4.2 Resim Özellikleri...6 4.3 İşlem Aşamaları...6 4.3.1 2-D FFT Döüşümü...6 4.3.2 Damga Üretimi...8 4.3.3 Damgalama...10 4.3.4 Bezerlik Testi ile Damgaı Tespiti...12 5. Dayaıklılık Testi...15 6. Souçlar...28 Kayakça...31 Özgeçmiş...32

iv ŞEKİL LİSTESİ Şekil 4.1: Damgalama yötemi şeması...5 Şekil 4.2. Damga bulma yötemi şeması...5 Şekil 4.3. 1-D FFT döüşümüü satırlara uygulama şekli...7 Şekil 4.4. 1-D FFT döüşümüü sütulara uygulama şekli...7 Şekil 4.5. Damga dairelerii yerleştirilme şekli...9 Şekil 4.6. T xt içi üretile damga...9 Şekil 4.7. FFT Döüşümüde r:büyüklük, θ: faz...11 Şekil 4.8 1000 adet damgalamış ve damgalamamış resmi histogramı...14 Şekil 5.1 Orijial resim...15 Şekil 5.2 Damgalamış resim...16 Şekil 5.3 Guassia Blur...17 Şekil 5.4 osaic 2x2...18 Şekil 5.5 Diffuse Glow...19 Şekil 5.6 Noise...20 Şekil 5.7 edia...21 Şekil 5.8 Diffuse...22 Şekil 5.9 Baked Earth...23 Şekil 5.10. Plastic Warp...24 Şekil 5.11 JPEG 1:37.7 sıkıştırılmış...25 Şekil 5.12 Craquelue...26 Şekil 5.13 Kırpılmış resim...27 Şekil 6.1. Damgalamış resim ile damgasız resim arasıdaki fark...29 Şekil 6.2 İlk damgalı resimleri bezerlik dağılımı...30 Şekil 6.3 İkici damgalı resimleri bezerlik dağılımı...30

v ÖNSÖZ E başta ve öcelikle daışma hocam Sayı Prof.. Yahya KARSLIGİL e proje çalışmam boyuca bei yöledirdiği, bilgisii ve değerli görüşlerii baa aktardığı içi çok teşekkür ederim. Çalışmamı her aşamasıda destek ola Sayı Dr. Sogül ALBAYRAK a değerli görüşlerii beimle paylaştığı içi ayrıca teşekkür ederim.

vi ABSTRACT I this study a method for digital image watermarkig is used that is resistat to geometric trasformatios. A private key is used to costruct circularly symmetric watermark, which is embedded o a rig i the DFT domai. Because correlatio is used for watermark detectio, the origial image is ot required i detectio. This method is resistat to JPEG compressio, filterig, oise additio ad croppig. Results prove the robustess of this method agaist the above-metioed attacks.

vii ÖZET Bu çalışmada geometrik bozulmalara karşı dayaıklı bir sayısal resim damgalama tekiği kullaılmıştır. Gizli bir aahtar resim içie ekleecek dairesel simetrik damgaı oluşturulmasıda kullaılır. Damgalama işlemi DFT bölgeside yapılır. Damgaı varlığıı testide dezerlik(correlatio) kulladığımızda damgaı tespiti içi orijial resme ihtiyaç yoktur. Bu yötem JPEG sıkıştırma, filtreleme, gürültü ekleme ve kırpma işlemlerie karşı dayaıklıdır. Elde edile souçlar bu saldırılara karşı yötemi dayaıklı olduğuu ispatlamaktadır.

1 1. Giriş So yirmi yıldaki e büyük tekolojik gelişmeler, gülük yaşatımızı tüm alalarıı etkisi altıa ala sayısal kitle iletişim araçlarıda olmuştur. Sayısal resim/film/ses ve çokluortam uygulamaları gülük hayatımızı bir parçası halie gelmiştir. Özellikle iteret aracılığıyla sayısal ürülere çok kolay bir şekilde erişilebilmesi bua sebep olarak gösterilebilir. Resimleri sayısal ortamda saklaması ve klasik yötemlere göre çok rahat bir şekilde iletilebilmesi beraberide telif hakkı problemlerii getirmiştir. Telif hakkı sahipleri çalışmalarıı kullaa kişilerde yaptıkları işi bedelii almak ve çalışmalarıı izisiz kullaılmadığıda emi olmak isteyebilirler. Sayısal ortamı yukarıda belirtile özellikleri dolayısıyla telif hakkı koruma ve içerik doğrulama çok zor bir hal alır. Öerile çözümlerde bir taesi resmi şifrelemesidir. Fakat bu yötem tam alamıyla koruma sağlayamaz. Resim bir defa deşifre edildiğide isteildiği kadar kopya edilebilir ve dağıtılabilir. So yedi yıldır sayısal tekolojide kayaklaa telif hakkı problemlerii giderilmesi doğrultusuda ciddi gayretler sarfedilmiştir. Bulua çözüm güveilir ve geleceği ola bir yötem ola resmi içie bilgi gizleme olmuştur. Bilgi gizlemek içi her çeşit sayısal veri(resim, ses, video, yazı vs.) kullaılabilir. Biz bu çalışmamızı resme bilgi gizleme ile sıırladıracağız. Bilgi gizleme tekiğii e öemli özelliği, içie yerleştirile bilgii resme baka bir kişi tarafıda farkedilmemesidir. Hiçbir zama bilgi gizleme tekiklerii tümüü sağlaması gereke geel bir taımlama yoktur. Biz bu çalışmada telif hakkı korumak içi bilgi gizleme yötemiyle ilgileeceğiz. Kullaacağımız terim damgalama olacaktır.

2 2. Damgalama Tekiklerii Kullaım Alaları Farklı ihtiyaçları ve sıırları ola değişik uygulama alalarıda damgalama tekikleri kullaılmıştır[1]: Telif hakkı ve parmak izi oayı: resme eklemiş bilgi, telif hakkı iddia ede kişi tarafıda kaıt olarak veya resmi izisiz kullaa kişii izii sürmek içi kullaılabilir. Doğruluğuu veya uygusuz kullaıldığıı belgelemek: klasik bilgi doğrulama yötemi olarak hashig kullaılabilir. Fakat resimdeki ufak bir değişiklik hashig yötemii kullaılmaz hale getirir. Buu dışıda, damgalamış resim üzeride bilgi gizleme yötemii bilerek tamame bozucu bir işlem yapıldığıda eklemiş bilgi yok olur. Gizli iletişim: burada dikkat edilmesi gereke şey resimde bilgi olduğuu kimseye belli etmemektir. Bu tür uygulamalarda bilgiyi gizli olarak iletmek çok fazla bilgii karşı tarafa akledilmesii gerektirir. Resim hakkıda bilgi: mesela resim içie tıbbi bir resim hakkıda açıklayıcı bilgiler saklaabilir. Bu kullaım şeklie karşı eredeyse hiç saldırı olmaz. Çükü bilgi herkesi kullaımıa açıktır.

3 3. Telif Hakkı Korumak İçi Damgalama So yıllarda işaret işleme literatürüe çok fazla damgalama tekikleri ekledi. Her damgalama şemasıda üç temel bölüm buluur. Damga üretme, ekleme ve algılama bu üç bölümü oluşturur. Damga üretme resme bağlı damga şablou elde etmeyi hedefler. Damga ekleme işlemi, orijial resmi farklı bir katmaıa damga şablouu ekleme olarak düşüülebilir. Damga algılama ise geellikle damga bezerliği veya varsayım testi ile gerçekleştirilir. 3.1 Damgalama Tekikleri Damgalama tekikleri farklı özelliklerie göre dört değişik kategoride sııfladırılabilir. Bir grup damglama tekiği, algılama esasıda orijial resme ihtiyaç duyar. Buula birlikte geometrik bozulmalara karşı(kesmek, boyut büyültmek/küçültmek, dödürmek) dayaıklıdır. Fakat iterette otomatik arama gibi uygulamalarda hatlarda yoğuluğu arttırması, bellek miktarıı yetmemesi gibi sebepler dolayısıyla bu yötem işe yaramaz. Bir diğer grup damgalama da damga siyalii farklı bölgede ekler. Bazı tekikler görüe bölgede(spatial domai)[2] piksel leri yoğuluğuu ayarlayarak bilgiyi resme ekler. Bazıları da DCT[3], DFT[4] veya DWT[5] bölgeleride damga işaretii resme ekler. Başka birkaç tekik ise resmi karakteristiğie bağlı psiko-görsel (Hume Visual System)[6] maskeleme özelliğide yararlaır. Soucu olarak sıırladırılmış şifreli damgalama tekikleride bahsedebiliriz. Bu yötemde damgalamış resimdeki bilgi sadece bilgiyi resme ekleye kişi tarafıda tekrar elde edilebilir veya damgayı herkes okuyabilir fakat sadece şifreyi bile damgayı değiştirebilir ya da silebilir.

4 3.2 Saldırılar Özel tasarlamış birtakım saldırılar damga eklemiş resimlerde bilgiyi silebilir veya resimdeki bilgiyi bozabilir. Yötemlerde biride resme basit ve heme heme hiç gözükmeye ufak bozulmalar ekleir (resmi buladırdıkta sora çok az bir şekilde geometrik bozulma eklemek) ve damga saptaamaz hale getirilir. Saldırılar arasıda e çok biliei SWICO(Sigle Watermarked Image Couterfeit Origial)[7] yötemidir. Orijial resim I da damgalı resim Î i elde etmek içi W damgasıı bir resme eklediğimizi düşüelim. Bir saldırga orijial resmi sahtesii (Î ) başka bir Î de W damgasıı çıkararak elde eder. Saldırga Î i asıl ve Î i de damgalamış resim olduğuu söyleyebilir. Bu durumda I, W de elde edilebilir.

5 4. Sistem Yapısı Dayaıklı resim damgalama amacıyla kullaıla yötemi geel yapısı ve işlem aşamaları aşağıdaki bölümlerde alatılmıştır. 4.1 Sistem Blok Diagramı Şekil 4.1 de de görülebileceği gibi orijial resmi fourier döüşümü alıır. Fourier bölgeside(domai) üretile dairesel simetrik damga yie ayı bölgede resme akleir. Ters Fourier döüşümü ile damgalamış resim elde edilir. Orijial RESİ FFT Döüşümü Dairesel Simetrik Damga Üretimi + Damga Ters FFT Döüşüm Damgalamış RESİ Şekil 4.1. Damgalama yötemi şeması. Damgalaı varlığıı testi içi damgaladığı varsayıla resmi Fourier döüşümü yapılır. Tekrar üretile damga ile Fourier döüşümü yapılmış resim bezirlik testide geçirilerek damgaı varlığı içi karar aşamasıa geçilir. Şekil 4.2. de sistemi blok diagramı görülmektedir. Damgalamış RESİ FFT Döüşümü Damga Bezerlik testi Resimde bizim eklediğimiz damga var veya yok Şekil 4.2. Damga bulma yötemi şeması.

6 4.2 Resim Özellikleri Bu çalışmada resimleri rek deriliği 8-bit gri alımıştır. Resim formatı BP olarak seçilmiş ve FFT döüşümüde kullaabilmek içi resim boyutu 2 x 2 olarak seçilmiştir. Tüm öreklerde ve testlerde 512x512 boyutlarıda resimler kullaılmıştır. 4.3 İşlem Aşamaları Bu bölümde dayaıklı resim damgalama işlemii aşamaları ve her aşamaı ayrıtılı alatımı bulumaktadır. 4.3.1 2-D FFT(Fast Fourier Trasform) Döüşümü 2-D (İki boyutlu) FFT döüşümü geel formulüü şöyle yazabiliriz[8]: I( u, v) = 1 N N x= 0 y= 0 i( x, y) e ux vy j 2π + N Ters FFT döüşümüü ise: i( x, y) = N u= 0 v= 0 I( u, v) e olarak formule edebiliriz. ux vy j 2π + N Çoğu durumda 2 boyutlu(2-d) FFT döüşümü kompleks sayılar dizisi olur. Bu durumda FFT matrisii gerçek kısımı pikseli değerii alırke saal kısım da başlagıçta 0 değerii alır.

7 2-D FFT döüşümü bir grup 1-D FFT döüşümüde oluşur. Öce her satırı FFT si alıır(şekil 4.3). Sora da her sütuu FFT si alıır(şekil 4.4). Bu işlemde her satır ve sütu FFT döüşüm karşılığı ile yer değiştirir. N (a) 1-D FFT N-oktalı N (b) Şekil 4.3. 1-D FFT döüşümüü satırlara uygulama şekli. (a) Görsel bölge(spatial domai), (b) FFT bölgesi. N (a) 1-D FFT -oktalı N (b) Şekil 4.4. 1-D FFT döüşümüü sütulara uygulama şekli. (a) FFT bölgesi, (b) görsel bölge(spatial domai).

8 Çok çok yavaş DFT döüşümü yerie FFT işlemii resme uygulayabilmek içi resmi 2 x 2 boyutlarıda olması gerekir. Buu sağlamak içi Nx boyutlarıdaki bir resim e yakı 2 i katları mertebesie çekilmesi ve giriş resmii ortalaması gerekir. 4.3.2 Damga Üretimi Damga üretimide kullaılacak karakter dizisi T xt olsu. Karakterleri sayısı S ise damgada S adet dairesel simetrik halka olur. Şekil 4.5 de görüldüğü gibi R 1 ilk dairei yarıçapı ve R 2 de so dairei yarıçapı olsu. Bua göre damgadaki bit sayısı: olur. L = S ( R R ) 2 1 Damga Alaı y 1-bit i damgaya yerleştirildiğide oluşturduğu çizgi. r θ x R 1 R 2 y x Şekil 4.5. Damga dairelerii yerleştirilme şekli. Damga üretimide T xt deki her karakteri karşılığı olarak 20-bit ve her sayı içi 0 ve 1 leri adedi eşit ola sayılar kullaılır. 0 yerie -1 yazarak damgayı kullaabileceğimiz formata çevirmiş oluruz. Dairei 0-180 aralığıa 20-bit sayıı karşılığı ola bitler yerleştirilir. Ayı bitler, ayı yöde 180-360 arasıa yerleştirilir. Şekil 4.6 da T xt içi üretilmiş örek bir damga görülmektedir.

9 T xt = COPYRIGHT BY YTU ELEKTRIK ELEKTRONIK FAKULTESI BILGISAYAR BILILERI UHENDISLIGI BOLUU olarak alıırsa üretile dairesel simetrik damgaı bit sayısı: L = 2 S ( R2 R1 ) = 2 88 88 = 15488 olur. Kulladığımız her bit damga daireside 9 lik bir yer kaplar. 20-bit ise 180 yer kaplar. Damgayı oluştura daireleri bir matriste olduğuu düşüelim. Bu durumda dairei matrisde karşılığı ola oktalar: x = r cos(θ ) y = r si(θ ) olarak buluur. Şekil 4.6. T xt içi üretile damga.

10 4.3.3 Damgalama Damgalama FFT bölgeside bilgi ifade ede +1 ve -1 ler kullaılarak yapılır. Damgada +1 ve -1 leri sayısı eşittir. Dolayısıyla damgaı ortalaması sıfırdır. FFT bölgeside resimi düşük frekaslarıa yapılacak herhagi bir uygulama resimi görüe yüzüde gözle görülür değişikliklere sebep olur. Resmi sıkıştırılması(jpeg vs. gibi) ise FFT de yüksek frekasları etkiler. Bu durumda damga orta frekaslara eklemelidir. Dikkatli bir şekilde tasarlaması durumuda ayı ada hem filtrelere karşı dayaıklı hem de görümez olacaktır. Sıfır frekası I (0,0) ı FFT bölgeside merkez olduğuu düşüürsek damgaı orta frekasları içie ala bir daireye eklemesi gerekir. 0, r < R1 & r > R W ( r, θ ) = ± 1, R1 r R2 2 2 = r = a + b 2 b θ = arcta a a : Resmi FFT bölgeside pikseli gerçek kısmı. b : saal kısmı. : büyüklüğü(magitude). θ : fazı(phase). Daire, yarıçapı r [ R, R ] 1 2 ola R2-R 1 adet ayı merkezli S adet dairede oluşur. Her dairedeki damgaı değeri ayıdır(+1 veya -1). Dolayısıyla θ S W ( r, θ ) = x r R1, 4π olur. ( x, y) değiştirilmiş büyüklük ve I ( x, y) de damgalamış resim olsu. ( x, y) orijial resmi büyüklüğü, W ( x, y) damga ve α da damgaı dayaıklılığıı belirleye katsayı olmak üzere damgalama formulü:

11 ( x, y) = ( x, y) + α ( x, y) W ( x, y) olur[9]. Gerçek resmi ters FFT si kompleks özelliğe sahiptir. ( x, y) i ters FFT sii gerçek olduğuda emi olmak içi damgaı aşağıdaki simetriyi koruması gerekir: W ( x, y) = W ( N x, N y), x, y, [ 1 N] atristeki her oktaı FFT deki karşılığı z = a + ib şeklidedir. α gerçek kısım ve b de saal kısımdır. Buu Şekil 4.7 deki gibi gösterebiliriz. Büyüklük ve faz θ olsu. 2 2 = r = a + b = a + ib b θ = arcta olur. a Ters FFT dömüşümü içi θ ve değerleride faydalaabiliriz. a = cos(θ ) ve b = si(θ ) z = a + ib i ( x, y) = IDFT ( z ) Damgalamış resim i ( x, y) dir. So değerler 1 byte sıırıı aşabileceğide i ( x, y) yi [0,255] aralığıa çekilmesi gerekir. Damgaı görümezliğii arttırmak içi maskeleme tekikleride biri kullaılabilir[10]. y P( a, b) θ r a b x Şekil 4.7. FFT Döüşümüde r:büyüklük, θ: faz

12 4.3.4 Bezerlik Testi ile Damgaı Tespiti I muhtemel watermarklı resimi FFT si ve de büyüklüğü olsu. uhtemel damgalamış resmi katsayıları ile damga W arasıdaki bezerlik {c}, damgaı varlığıı test edilmeside kullaılır. Şayet, W ile damgalamış resim ise bezerlik: I ( ) = = + = x y y x y x W a y x y x W c 1 1 2 ), ( ), ( ), ( ), ( N N c olur. W ve i birbiride bağımsız ve bezer şekilde rastgele dağıtılmış değişkeler olduğuu varsayarsak, W i ortalama değeri sıfır olur. Resimde kullaıla W i ortalama değerii herekadar sıfır olarak varsaysak da si/cos döüşümüde kayaklaa hatalar dolayısıyla geellikle ortalama değer sıfır olmaz. Bu problemi gidermek içi yukardaki formul, ormalleştirilmiş bezerlik olarak aşağıdaki şekilde değiştirilmesi gerekir: [ ] [ ] ), ( 2 1 ), ( ), ( ), ( 2 a f N a f N a f a f N N N N c + + + + + = + = + + µ + N : Damgadaki +1 leri sayısı. N : Damgadaki -1 leri sayısı. ), ( : y x { } 1 ), ( );, ( : + = + y x W y x { } 1 ), ( );, ( : = + y x W y x

13 µ = µ + µ + f (, a) f (, a) f (, a) f (, a) = a ( x, y) f f { a ( x, y); W ( x, ) = 1} (, a) = + + y { a ( x, y); W ( x, y) = 1} (, a) = Damgalamış ve damgalamamış resimleri ormalleştirilmiş bezerlik c i farklıdır. c bezerlik özelliğii damgaı varlığıı testide kullaabilmek içi damgalamamış resimlerde oluşa 1000 adet resmi c i ve damgalamış 1000 adet resmi c i hesaplaırsa Şekil 4.8 de görülebileceği gibi bir dağılım grafiği elde edilir. Damga tespitti: H 0 : Şayet c T ise I, W ile damgalamıştır. H 1 : Şayet c < T ise I, W ile damgalamamıştır. T i eşik değeri olduğuu varsayarsak Şekil 4.8 de faydalaarak T = 0.57 diyebiliriz. Yapıla testlerde her damgalamış resmi c i T değeride büyük ya da eşit çıkmıştır.

14 0.57 0.70 Şekil 4.8 1000 adet damgalamış ve damgalamamış resmi dağılımı. Sol taraftaki bölge damgalamamış resimleri ve sağ taraftaki resim damgalamış resimleri dağılımı.

15 5. Dayaıklılık Testi Bu çalışmada kullaıla damgalama yötemii dayaıklılığı bir grup filtre ve görütü efekti kullaılarak test edilmiştir. Tüm testler Photoshop ekletileri kullaılarak gerçekleştirilmiştir. 1000 adet resim üzeride yapıla ormalleştirilmiş bezerlik eşik değeri tespit T = 0.57 olarak bulumuş ve aşağıdaki tüm testler içi referas olarak alımıştır. Şekil 5.1 de orijial resim görülmektedir. Resim damgalamamış durumda ike c = 0.51 olduğu bulumuştur. Şekil 5.1 Orijial resim.

16 Resmi damgaladıkta sora bozulmadığı Şekil 5.2 de görülebilir. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0.76 bulumuştur. Şekil 5.2 Damgalamış resim

17 Şekil 5.3 de damgalamış resmi Guassia Blur uygulamış hali görülmektedir. Filtrede radius = 2.0 olarak alımıştır. olduğu bulumuştur. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 62 > T Şekil 5.3 Guassia Blur

18 Şekil 5.4 de damgalamış resmi osaic efekti uygulamış hali görülmektedir. Filtrede uygulama matrisi 2x2 olarak alımıştır. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 58 > T olduğu bulumuştur. Şekil 5.4 osaic 2x2

19 Şekil 5.5 de Photoshop efektleride ola Diffuse Glow filtresi kullaılmıştır. Efekt uygulamasıda varsayıla ayarlar kullaılmıştır. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 63 > T olduğu bulumuştur. Şekil 5.5 Diffuse Glow

20 Şekil 5.6 da damgalamış resme Noise efekti kullaılmıştır. Efekt uygulamasıda yötem olarak Guassia ve ora %10 olarak seçilmiştir. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 59 > T olduğu bulumuştur. Şekil 5.6 Noise

21 Şekil 5.7 da damgalamış resme edia filtresi uygulamıştır. Filtre uygulamasıda matris 2x2 olarak seçilmiştir. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 61 > T olduğu bulumuştur. Şekil 5.7 edia

22 Şekil 5.8 da damgalamış resme Diffuse efekti uygulamıştır. Efekt uygulamasıda ormal mod seçilmiştir. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 61 > T olduğu bulumuştur. Şekil 5.8 Diffuse

23 Şekil 5.9 da damgalamış resme Alie Ski Software firmasıı Photoshop içi ürettiği Xeofox 1.0 ekletisi içide yer ala Baked Earth efekti uygulamıştır. Efekt uygulamasıda varsayıla ayarlar seçilmiştir. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 58 > T olduğu bulumuştur. Şekil 5.9 Baked Earth

24 Şekil 5.10 da damgalamış resme Photoshop 6.0 ile birlikte gele Plastic Wrap efekti uygulamıştır. Efekt uygulamasıda varsayıla ayarlar seçilmiştir. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 60 > T olduğu bulumuştur. Şekil 5.10. Plastic Warp

25 Şekil 5.11 da damgalamış resim 1:37.7 oraıda JPEG sıkıştırma işlemi uygulamıştır. Resimde görüe bozukluk olmadığı müddetçe damga çok iyi orada tespit edilmiştir. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 61 > T olduğu bulumuştur. Şekil 5.11 JPEG 1:37.7 sıkıştırılmış

26 Şekil 5.12 de görüle resme Photoshop da e çok kullaıla efektlerde Craquelue efekti uygulamıştır. c ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 60 > T olarak bulumuştur. Şekil 5.12 Craquelue

27 Şekil 5.13 de görüle resim, damgalamış resmi kırpılmış halidir. Bua rağme ormalleştirilmiş bezerlik c = 0. 62 > T olarak bulumuştur. Şekil 5.13 Kırpılmış resim.

28 6. Souçlar Yaptığımız testlerde dairesel simetrik damgalama ile şu souçlara ulaşılmıştır: Damgalamış resimlerde görüe bir bozulma olmamıştır(şekil 5.2). Buu sebebi olarak FFT dölgeside orta frekaslarda resme eklee damgaı resmi görüe bölgesie(spatial domai) etki etmemesi söyleebilir. Damgalamış resim ile damgasız resim arasıdaki fark Şekil 6.1 de görülmektedir. Burada resmi damgaladığı soucu çıkarılabilir. I resmie W 1 damgası uygulaıp I resmi elde edilmiş olsu. Yie I resmie W damgası uygulaıp I resmi elde edilmiş olsu. Damgalı resim I, W 2 damgası ile test edildiğide algoritma damgaı olmadığı soucua varmaktadır. Yie damgalı resim I, W damgası ile test edildiğide algoritma damgaı 1 olmadığı soucua varmaktadır. Bu bize kullaıla yötemi yalış damga tespitie karşı yeterice güveli olduğuu göstermektedir. Damga işareti W yi oluştura +1 yerie -1 ve -1 yerie +1 koularak tersi alımış olsu. Oluşa damga işaretie W diyelim. Damgalamış resim I e damga uyguladığıda resimde damgaı silidiği ve resmi görüe bölgesie etki ede bozulmaları yok olduğu tespit edilmiştir. resimde W c = 0. 51 dir. W ile damgalı resimde ise c = 0.54 olmuştur. W ile damgalı 2 Ayı resme farklı damgalar uygualdığıda dağılım eğrisii eşit aralıkta sağa veya sola doğru kaydığı görülmüştür. Şekil 6.2 ile Şekil 6.3 karşılaştırıldığıda ilk fark 0.15, ikici farkı 0.14 olduğu görülebilir. ±0.01 lik bir hata ile bezerlik dağılımıı sağa kaydığı görülmektedir. Bu çalışmadaki damgalama yötemii FFT bölgeside orta frekasa etki etmeye filtrelere karşı dayaıklılığı gösterilmiştir. Öreği gürültü ekleme oraıı %10 da daha yüksek olarak alırsak resmi FFT bölgeside orta frekaslara etki etmeye başladığı ve bu edele damgaı tespitii imkasızlaştığı görülmüştür.

29 Şekil 6.1. Damgalamış resim ile damgasız resim arasıdaki fark.

30 0.57 0.72 Şekil 6.2 İlk damgalı resimleri bezerlik dağılımı. 0.60 0.74 Şekil 6.3 İkici damgalı resimleri bezerlik dağılımı.

31 Kayakça [1] N. Nikolaidis ad I. Pitas, Digital Image Watermarkig: A Overview. ICCS 99, Volume 1, Florece, Italy, pp 1-6. [2] N. Nikolaidis, I. Pitas, Robust image watermarkig i the spatial domai. Sigal Processig, v. 66, o. 3 (ay 98), pp 385-403. [3]. Swaso, B. Zhu, A.. Tewfik, Trasparat robust image watermarkig. Proc. 1996, IEEE It. Coferece o Image Processig, vol III, pp 211-214. [4] S. Pereira, J. J. K. Ó Ruaaidh, F. Deguillaume, G. Csurka, T. Pu, Template Based Recovery of Fourier-Based Watermarks Usig Log-polar ad Log-log aps, IEEE ICCS99, Florece, Italy, Jue 1999. [5] C-S. Lu, S-K. Huag, C-J. Sze, H-Y.. Liao, IEEE Trasactios o ultimedia, vol. 2 o. 4, December 2000. [6] J. F. Delaigle, C. De Vleeschouwer, B. acq, Watermarkig Algorithms Based o a Huma Visual odel, Sigal Process, vol. 66, pp. 319-336, 1998. [7] S. Craver, N. emo, B. Yeo, Resolvig Rightful Owership with Ivisible Watermarkig Techiques:Limitatios, Attacks ad Implicatios, IEEE Joural o Selected Areas i Commuicatios, vol. 16, o. 4, pp 587-593, ay 1998. [8] P. Bourke, 2 Dimesioal FFT, http://astroomy.swi.edu.au/~pbourke/aalysis/fft2d/, July 1998 [9] V. Solachidis ad I. Pitas. Circularly symmetric watermark embeddig i 2-D DFT domai. I Proceedigs of ICASSP99, Volume 6, pages 3469-3472, Pheix, Arizoa, USA, arch 15-19 1999. [10] F. Berolii,. Bari, V. Cappelii, ad A. Piva. ask buildig for perceptually hidig frequecy embedded watermarks. I Proc. of ICIP 98, volume I, pages 450-454, Chicago, USA, 4-7 October 1998.

32 ÖZGEÇİŞ Ad Soyad Chasa CHOUSE Doğum Tarihi 07.11.1977 Doğum yeri Gümülcie/Yuaista İlkokul Kırmahalle İlkokulu / Gümülcie Lise 1989-1995 Bursa erkez İ.H.L. Staj Yaptığı Yerler Yapay Zeka It. Ve Do. Hiz. - Doaım - Bursa - (5 hafta) Kısayol Bilişim Hiz. - Yazılım - Bursa - (8 hafta)