Ứng dụng Watermarking trong hệ thống giám sát giao thông

1. Hệ thống giám sát giao thông  

Sơ đồ khối chức năng của hệ thống giám sát giao thông.

- Trong đó hệ thống thu nhận ảnh bao gồm các camera chuyên dụng được lắp đặt tại các vị trí cần giám sát, có khả năng bao phủ vùng quan sát rộng, thu nhận hình ảnh phương tiện tham gia giao thông một cách chính xác, rõ ràng và ít bị tác động bởi các yếu tố thời tiết như: gió, mưa...

- Hệ thống phân tích xử lý và cảnh báo được đặt tại trung tâm của hệ thống, là các máy tính sử dụng chương trình được viết riêng cho hệ thống, tuỳ theo cấu hình của máy tính  mà có thể giám sát 1 hoặc nhiều camera. Trên cơ sở hình ảnh và video do hệ thống giám sát truyền về, hệ thống phân tích xử lý và cảnh báo sẽ xử lý, chuyển thành các thông tin hữu ích như biển số xe, hành vi vi phạm và có thể phân tích, đánh giá tình trạng giao thông của khu vực giám sát.

- Hệ thống lưu trữ được xây dựng nhằm lưu giữ toàn bộ các sai phạm và tình trạng giao thông theo yêu cầu của người quản trị hệ thống.

2. Lưu đồ giải thuật

Ý tưởng chung của đề tài là trên cơ sở hình ảnh thu nhận được từ camera, sau khi được xử lý, bắt lỗi vi phạm thì được đánh dấu Watermark. Watermark  ở đây bao gồm cả Watermark  hiện và Watermark ẩn. Watermark hiện chứa những thông tin như ngày giờ vi phạm, lỗi vi phạm. Watermark ẩn chứa các thông tin bản quyền sở hữu trí tuệ đối với ảnh.

a. Quá trình nhúng Watermark hiện

 b. Quá trình nhúng Watermark  ẩn

Ở phần Watermark ẩn ảnh số khai thác đặc tính đa phân giải của biến đổi wavelets để thực hiện nhúng và trích Watermark. Và thực hiện với định dạng ảnh màu. Việc nghiên cứu thực hiện theo hướng quá trình trích cần mặt nạ của ảnh gốc tức Watermark bán mù.

Trong lưu đồ giải thuật nhúng Watermark, chuỗi bit nhúng là một ảnh màu có kích thước m x n tạo ra một chuỗi bit nhúng có m*n giá trị. Ảnh gốc sẽ được biến đổi sang miền wavelet. Sau đó, các hệ số trong băng tần được chọn để nhúng sẽ được cộng với Watermark. Dữ liệu sau khi cộng sẽ được biến đổi wavelets ngược và được làm tròn giá trị theo định dạng pixel ảnh tạo ra ảnh sau Watermark.

 c. Quá trình trích Watermark

Trong lưu đồ giải thuật trích Watermark , ảnh sau Watermark (có thể bị tấn công hoặc không) được biến đổi sang miền wavelets, xác định lại vị trí băng tần được chọn để nhúng của ảnh gốc, sau đó đưa qua bộ trừ để trích ra Watermark  trong ảnh sau Watermark [12].

Quá trình phân tích và khôi phục wavelets được thực hiện theo giải thuật trên dựa trên mô hình băng lọc hai kênh.

 Việc thực hiện phân tích và khôi phục wavelets một chiều (1D) được thực hiện như hình 2 và 3. Ở quá trình phân tích, tín hiệu gốc lần lượt được đưa qua bộ lọc phân tích thông thấp và thông cao. Tín hiệu ra khỏi bộ lọc này được lấy mẫu xuống để tạo ra các hệ số xấp xỉ cho đến mức phân tích sau cùng. Quá trình khôi phục được thực hiện ngược lại. Các hệ số xấp xỉ trước tiên được lấy mẫu lên, sau đó được đưa qua các bộ lọc khôi phục thấp và cao. Tín hiệu ra khỏi các bộ lọc này được đưa qua bộ giữ lại kích thước nhằm tạo ra tín hiệu khôi phục sau cùng có kích thước bằng với kích thước của tín hiệu gốc.

Quá trình phân tích và khôi phục wavelets hai chiều (2D) có thể thực hiện dựa trên các quá trình phân tích và khôi phục wavelets một chiều (1D). Quá trình này được dùng cho dữ liệu ảnh và được thể hiện ở hình 4 và 5 . Trước tiên dữ liệu ảnh được thực hiện theo hàng, sau đó đến các cột và tạo ra bốn băng tần khác nhau ở một mức phân tích nào đó. Đó là các băng tần xấp xỉ, chi tiết ngang chi tiết dọc và chi tiết chéo.

üGhi chú:

2 ↓ 1 : lấy mẫu xuống theo cột : chỉ giữ lại cột chẵn.

1 ↓ 2 : lấy mẫu xuống theo hàng : chỉ giữ lại hàng chẵn.

Lo_D: bộ lọc thông thấp của họ wavelets.

Hi_D: bộ lọc thông cao của họ wavelets.

Việc khôi phục ảnh có thể được thực hiện bằng các bước sau. Trước tiên thực hiện lấy mẫu lên 2 lần cho tất cả 4 băng con tại tỷ lệ nhỏ nhất, và lọc các băng con theo mỗi chiều. Sau đó chúng ta lấy tổng bốn băng con được lọc đó để có băng con LL ở tỉ lệ mịn hơn kế tiếp. Quá trình này sẽ được lặp lại cho tới khi ảnh được khôi phục hoàn toàn.