Sayısal filigranlama algoritmasının FPGA üzerinde gerçeklenmesi
Digital watermarking algorithm implementation on FPGA
Yazar: AYŞE AYLİN YAZMAN
Danışman: PROF. DR. ALİ ZİYA ALKAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
İnternetin yaygınlaşması ile görüntü, video, ses ve metin gibi dijital medya verilerinin kullanımı da gelişmektedir. İnternet ortamında, dijital verilerde telif hakkı ihlalleri,  izinsiz değiştirilmesi veya kullanılması problemleri ortaya çıkmaktadır. Bu teknolojik gelişim, beraberinde dijital ağlar üzerinden iletilen verilerin aidiyetinin (authentication) doğrulanması ve verinin gürbüzlüğünün (robustness) sağlanması gerekliliğini ortaya çıkmaktadır. Bu tez çalışması ile dijital verilerin izin alınmaksızın kullanılması, telif hak ihlali, izinsiz kopyalama ve dağıtımlarının engellenmesi ve verilerin orijinalliğinin korunması gibi sorunların çözümüne yönelik sayısal filigranlama yöntemi ele alınmaktadır. 
Filigran uygulamaları üzerine hem donanım ve hem de yazılım ortamında uygulanabilir çalışmalar mevcuttur. Yazılım ile filigranlama işlemi bilgisayar ortamında kolay bir şekilde uygulanabilirdir. Ancak bu yaklaşım kimi zaman yavaş kalmaktadır ve gerçek zamanlı uygulamaları için uygun değildir. Bu noktada donanım çözümü olan FPGA uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Görüntü, video, ses ve metin verilerini güven altına almaya yönelik sayısal filigranlama yöntemleri mevcuttur. Ancak çoğu çalışma görüntü verileri üzerinden yapılmaktadır. Literatürde video üzerinden filigranlama işlemi çok az sayıda bulunmaktadır. Bu çalışmada özellikle video üzerine uygulanmış sayısal filigranlama yöntemi ele alınmaktadır. 
Yapmış olduğumuz bu çalışma ile video üzerinden filigranlama işlemini sadece FPGA kullanarak, daha iyi filigranlama işlemi uygulayarak ve kaliteli filigranlı verilerin elde edilmesi amaçlanmıştır. 
Bu çalışmada, görüntü verileri üzerinde yapılan sayısal filigranlama yöntemleri derinlemesine araştırılarak donanım sistemlerine en uygun sayısal filigranlama yönteminin tasarımı amaçlanmaktadır. Analiz ve araştırma sonuçlarından elde edilen sonuçlar baz alınarak en iyi sonucu veren yöntem ayrık dalgacık dönüşümü olarak seçilmiştir.
Bu çalışma ile dijital görüntü filigranlama teknikleri, önerilen yöntemin uygulanabilirliği ve donanım üzerinde çalışma prensibi gösterilmektedir. Yapılan çalışma sonuçları ile önerilen yöntemin, gerçek zamanlı uygulama esasına dayalı alanlarda uygulanabilirliğini göstermektedir.

Abstract:
With the widespread use of the Internet, the use of digital media data such as images, video, audio and text are also developing. In the internet environment, problems of copyright infringement, unauthorized modification or use of digital data arise. This technological development brings with it the necessity of verifying the authenticity of the data transmitted over digital networks and ensuring the robustness of the data. In this thesis, the digital watermarking method for solving problems such as unauthorized use of digital data, copyright infringement, preventing unauthorized copying and distribution, and preserving the originality of the data is discussed.
There are studies on watermark applications that can be applied in both hardware and software environments. The watermarking process with the software can be easily applied in the computer environment. However, this approach is sometimes slow and not suitable for real-time applications. At this point, FPGA applications, which are hardware solutions, have been realized. Digital watermarking methods are available to secure image, video, audio and text data. However, most studies are done on image data. There are very few watermarking processes on video in the literature. In this study, digital watermarking method applied especially on video is discussed. With this study we have done, it is aimed to obtain quality watermarked data by using only FPGA watermarking process over video, by applying better watermarking process.
In this study, it is aimed to design the most suitable digital watermarking method for hardware systems by investigating digital watermarking methods on image data in depth. Based on the results obtained from the analysis and research results, the method giving the best result was chosen as the discrete wavelet transform.
In this study, digital image watermarking techniques, applicability of the proposed method and working principle on hardware are shown. The results of the study show the applicability of the proposed method in areas based on real-time application.