Digital watermarking through the Orthogonal Ramanujan Periodic Transform

Mgr. Gajraj Kuldeep

Diplomová práce

Anotace:

Haar vlnka je převládající v použití pro digitální vodoznakové schémata. V této práci navrhneme novou inovativní metodu digitálního vodoznaku. Chcete-li to dosáhnout, vložte novou sekvenci založenou na součtech Ramanujanu, nazývaných sekvence Sparse Ramanujan. Různé vlastnosti těchto sekvencí jsou uvedeny spolu s příklady. Matematický ekvivalent těchto sekvencí je označen symbolem SN, který se používá k definování reprezentace signálu. Základy ortogonální Ramanujanové periodické analýzy založené na analýze matice jsou dále konstruovány za použití SN. V této práci je navržen nový vodoznakový systém založený na ortogonální periodické transformaci Ramanujanu. Pro zdůvodnění tvrzení je tato schéma implementována v Matlabu a výsledky jsou porovnávány pro různé velikosti obrázků, jako jsou 128 × 128, 256 × 256 a 512 × 512 s formáty PNG a BMP s digitálním vodoznakem velikosti 8 × 8, 16 × 16, 32 × 32 a 64 × 64. Vliv kompresního útoku je analyzován pro navrhovaný vodoznakový algoritmus. Bylo zjištěno, že pro výběr velikosti vloženého vodoznaku existuje kompromis mezi hodnotou korelačního koeficientu a hodnotou špičkového poměru signál / šum (PSNR). Pro dobré PSNR by velikost vloženého vodoznaku měla být co nejmenší, ale aby byla vysoká hodnota korelačního koeficientu, velikost vloženého vodoznaku by měla být velká.

Abstract:

Haar wavelet is prevalent in use for digital watermarking schemes. In this thesis, propose a new innovative method for digital watermarking. To achieve this, introduce a new sequence based on Ramanujan sums, termed as Sparse Ramanujan sequences. Various properties of these sequences are given along with examples. Matrix equivalent of these sequences is denoted by SN, which is used to define signal representation. The basis of orthogonal Ramanujan periodic transform based analysis matrix is further constructed using SN. A new watermarking scheme based on orthogonal Ramanujan periodic transform is proposed in this thesis. To substantiate the claim, this scheme is implemented in Matlab and results are compared for various image sizes such as 128 × 128, 256 × 256 and 512 × 512 with PNG and BMP image formats with digital watermark size 8 × 8, 16 × 16, 32 × 32 and 64 × 64. The impact of compression attack is analysed for the proposed watermarking algorithm. It was observed that for selecting the size of the embedded watermark, there is a trade-off between the value of the correlation coefficient and the value of peak signal to noise ratio (PSNR). For good PSNR, the size of the embedded watermark should be as small as possible but to have a high value of correlation coefficient the size of the embedded watermark should be large.

Keywords

Discrete derivative, digital watermarking, orthogonal Ramanujan periodic transform, Ramanujan sums, sparse Ramanujan sequences.

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 13. 12. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 1. 2. 2019
• Vedoucí: prof. RNDr. Václav Matyáš, M.Sc.
• Oponent: Subrata Rakshit, Ph.D.

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Informatika / Bezpečnost informačních technologií (angl.)