Kırılgan ve dayanıklı resim damgalama tekniklerinin başarımının zeki optimizasyon yöntemleriyle artırılması
Improving the performances of fragile and robust image watermarking techniques using intelligent optimization algorithms
Yazar: SERKAN ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. ŞABAN ÖZER ; YRD.DOÇ.DR. VEYSEL ASLANTAŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Bölümü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Son yıllarda, bilgisayar ve haberleşme ağlarındaki gelişmelerle birlikte, sayısal ses, görüntü, video gibi çoklu-ortam verilerinin kullanımı ve dağılımı yaygınlaşmıştır. Bu veriler kolaylıkla kopyalanabilmekte, değiştirilebilmekte ve hatta çalınabilmektedir. Bu sebeple çoklu-ortam verilerinin korunması daha çok önem kazanmıştır. Sayısal damgalama, çoklu-ortam verilerinin korunmasında yaygın olarak kullanılan tekniklerden biridir. Bu teknik, bir sayısal verinin damga olarak başka bir sayısal verinin içine gizlenmesi temeline dayanmaktadır. Telif hakkının korunması, çoklu-ortam verilerinde bozulma olup olmadığının belirlenmesi gibi işlemler için çoklu-ortam verilerine damga eklenir.Bu tez çalışmasında, zeki optimizasyon yöntemleri kullanılarak kırılgan ve dayanıklı resim damgalama tekniklerinin başarımları artırılmıştır. Frekans uzayında Tekil Değer Ayrışımı yönteminin kullanıldığı resim damgalama teknikleri incelenerek başarımları değerlendirilmiştir. Ayrık Kosinüs Dönüşümü (AKD) tabanlı kırılgan damgalama tekniklerinde damgalanmış resim frekans uzayından resim uzayına dönüştürülürken yuvarlatma hataları meydana gelmektedir. Bu yuvarlatma hataları zeki optimizasyon yöntemlerinden Genetik Algoritma, Diferansiyel Gelişim, Klonal Seçme ve Parçacık Sürü Optimizasyon Algoritmaları kullanılarak düzeltilmiştir. Ayrıca bu tez çalışmasında, saldırılara karşı damga dayanıklılığını artırmak ve damgalanmış resim kalitesini korumak için orta band frekans katsayılarının yer değiştirilmesine dayalı AKD tabanlı dayanıklı damgalama tekniğinin başarımı artırılmıştır. Yer değiştirilen frekans katsayılarının ayarlanmasında zeki optimizasyon yöntemleri kullanılmıştır. Ayrıca kullanılan yöntemlerin bu teknikler üzerinde karşılaştırılması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, kırılgan ve dayanıklı resim damgalama tekniklerinin başarımlarının artırıldığını göstermiştir.

Abstract:
In recent years, with the rapid development of computer and communication networks, multimedia data such as digital image, audio and video are extensively used and widely distributed. These data can be easily copied and altered or even stolen. Therefore, a great deal of concern has grown about the protection of these data. Digital watermarking is one of the new methods which provide protection for the digital data by embedding secret information directly into the data. This secret information is known as watermark and used for several reasons such as copyright protection and content authentication.In this thesis, the performances of the fragile and the robust image watermarking techniques are improved using intelligent optimization algorithms (IOAs). Frequency-domain Singular Value Decomposition based image watermarking techniques are being explored and performance evaluations are conducted. In Discrete Cosine Transform (DCT) based fragile watermarking methods, some rounding errors occur in the process of transformation of the watermarked image from the frequency domain to the spatial domain. These rounding errors are corrected by using IOAs, such as Genetic Algorithm, Differential Evolution, Clonal Selection and Partical Swarm Optimization Algorithms. In the thesis, the performance of DCT based robust Mid-band Exchange Coefficient watermarking technique is also improved. IOAs are used for adjustment of mid-band coefficients to obtain highest possible robustness without losing transparency. The performance comparisons of the IOAs on these techniques are also realized. The obtained results show that the performances of the fragile and the robust image watermarking techniques are improved..