Niezauważalność osadzonych fingerprintów

PTP , (9.1)

gdzie I jest liczbą poprawnie zidentyfikowanych piratów we wszystkich symulacjach dla da-nego progu detekcji, C jest liczbą wszystkich piratów w ataku, natomiast S jest liczbą zreali-zowanych symulacji. Fałszywie pozytywna detekcja FP (ang. False Positive) oznacza, że uczciwy użytkownik został niesłusznie oskarżony. Prawdopodobieństwo fałszywie pozytyw-nej detekcji P dla rozpatrywanego ataku i progu detekcji obliczano w następujący sposób: _FP

S C U

A



 

)

P_FP ( , (9.2)

gdzie A jest liczbą niesłusznie oskarżonych użytkowników, C jest liczbą piratów w ataku, U jest liczbą wszystkich użytkowników, natomiast S jest liczbą zrealizowanych symulacji.

9.2. Niezauważalność osadzonych fingerprintów

W przeprowadzonych badaniach, niezauważalność osadzonych fingerprintów została wstępnie oceniona w sposób subiektywny. Rysunki od 9.1. do 9.12. przedstawiają przykła-dowe obrazy w postaci: a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fin-gerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego Rysunki od 9.1. do 9.4.

dotyczą metody A, rysunki od 9.5. do 9.8. dotyczą metody B, a rysunki od 9.9. do 9.12 doty-czą metody C. Rysunki 9.1., 9.2., 9.5., 9.6., 9.9., 9.10. przedstawiają przypadek szyfrowania tylko jednego współczynnika DCT na każdy blok, natomiast rysunki 9.3., 9.4., 9.7., 9.8., 9.11., 9.12. przedstawiają przypadek szyfrowania 16 współczynników na blok. Na rysunkach 9.1., 9.2., 9.5., 9.6., 9.9., 9.10., można zaobserwować, że przy szyfrowaniu jednego współ-czynnika na blok, część treści obrazu po zaszyfrowaniu jest widoczna, aczkolwiek komforto-we oglądanie takiego obrazu nie jest możlikomforto-we, co w niektórych zastosowaniach jest wystar-czające. Jednakże, proponowana metoda daje możliwość skuteczniejszego ukrycia treści ob-razu przez szyfrowanie większej liczby współczynników, czego efekt zaprezentowano na ry-sunkach 9.3., 9.4., 9.7., 9.8., 9.11., 9.12.

Rys. 9.1. Metoda A: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania jednego współczynnika DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.2. Metoda A: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania jednego współczynnika DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.3. Metoda A: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania 16 współ-czynników DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.4. Metoda A: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania 16 współ-czynników DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.5. Metoda B: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania jednego współczynnika DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.6. Metoda B: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania jednego współczynnika DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.7. Metoda B: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania 16 współ-czynników DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.8. Metoda B: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania 16 współ-czynników DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.9. Metoda C: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania jednego współczynnika DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.10. Metoda C: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania jednego współczynnika DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.11. Metoda C: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania 16 współ-czynników DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Rys. 9.12. Metoda C: przykładowe obrazy w postaci a) oryginalnej, b) zaszyfrowanej, c) odszyfrowanej z osadzonym fingerprintem oraz d) fingerprint wydobyty z obrazu odszyfrowanego, dla szyfrowania 16 współ-czynników DCT w każdym bloku, opracowanie własne.

Następnie, zostały przeprowadzone obiektywne pomiary niezauważalności fingerprin-tów, przy wykorzystaniu szczytowego stosunku sygnału do szumu PSNR (ang. Peak Signal-to-Noise Ratio). Założono, że fingerprint jest osadzony w sposób niezauważalny, jeżeli PSNR dla rozpatrywanej składowej oznakowanego obrazu wynosi 40 dB lub więcej.

Dla metody A, przy szyfrowaniu jednego współczynnika na blok, wartość średnia PSNR dla składowej luminancji wynosi 46,641 dB z przedziałem ufności o szerokości 0,035

dB dla poziomu ufności 95% oraz liczebności próby 25000. Przy szyfrowaniu 16 współczyn-ników na blok, wartość średnia PSNR wynosi 41,602 dB z przedziałem ufności o szerokości 0,106 dB dla poziomu ufności 95% oraz liczebności próby 25000.

Dla metody B, przy szyfrowaniu jednego współczynnika na blok, wartość średnia PSNR dla składowej czerwonej wynosi 40,357 dB, dla zielonej 40,370 dB, a dla niebieskiej 40,368 dB z przedziałami ufności o szerokości 0,0043 dB dla każdego koloru, dla poziomu ufności 95% oraz liczebności próby 25000. Przy szyfrowaniu 16 współczynników na blok, wartość średnia PSNR dla składowej czerwonej wynosi 40,633 dB, dla zielonej 40,647 dB, a dla niebieskiej 40,624 z przedziałem ufności o szerokości 0,0188 dB dla każdego koloru, dla poziomu ufności 95% oraz liczebności próby 1000.

Dla metody C, przy szyfrowaniu jednego współczynnika na blok, wartość średnia PSNR dla składowej czerwonej wynosi 40,790 dB, dla zielonej 40,780 dB, a dla niebieskiej 40,788 dB z przedziałami ufności o szerokości 0,0046 dB dla każdego koloru, dla poziomu ufności 95% oraz liczebności próby 25000. Przy szyfrowaniu 16 współczynników na blok, wartość średnia PSNR dla składowej czerwonej wynosi 41,140 dB, dla zielonej 41,096, a dla niebieskiej 41.167 dB z przedziałem ufności o szerokości 0,171 dB dla składowej czerwonej, 0,187 dB dla składowej zielonej, oraz 0,148 dB dla składowej zielonej, dla poziomu ufności 95% oraz liczebności próby 1000. Na podstawie powyższych wyników pomiarów stwierdzo-no, że niezauważalność osadzonych fingerprintów została osiągnięta we wszystkich trzech badanych metodach.