Sayısal görüntü işlemede damgalama teknikleri ve kaos temelli yeni bir yaklaşım
Stamping techniques in digital image processing and a new approach based on chaos
Yazar: YUSUF SELİMDAROĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT GÖKREM ; DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR ERKAN
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Gri tonlamalı görüntü = Grayscale image ; Sayısal filigran = Digital watermark ; Sayısal görüntü = Digital image ; Sayısal görüntü işleme = Digital image processing ; Telif hakları = Copyrights

Özet:
Son yıllarda gündeme gelen en önemli konulardan birisi dijital görüntüler üzerindeki telif haklarıdır. Dijital görüntüleri korumanın en etkili yöntemlerinden birisi dijitale damgalamadır. Dijital damgalama, görüntüye size ait olduğu gösteren bir imza atma işlemidir. Bu işlemin görünür ve görünmez dijital damgalama olmak üzere iki türü vardır. Görünür dijital damgalama daha çok videolar ve görüntüler üzerine, damganın açık şekilde görülebileceği şekilde basılmasıdır. Bu damgalama türünde amaç, daha çok telif değil, görüntü yayılırken görüntünün sahibinin de belli olması amaçlanmaktadır. Görünmez dijital damgalamada, görüntüye eklenen damganın, görüntüye bakanlar tarafından fark edilmemesi amaçlanmaktadır. Bu damgalama türünde, genelde farklı boyutlarda kare kodlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada, 3 farklı boyutta toplam 12 adet kare kodla test edilen görünmez bir dijital damgalama tekniği önerilmektedir. İlk olarak görüntü ve dijital damga ikilik sisteme çevrilmektedir. Daha sonra, görüntüdeki her bir 8 bitlik pikselin düşük 4 biti damgalama için kullanılmaktadır. Böylelikle, damgalanmış görüntüdeki değişim mümkün olduğu kadar en aza indirilmeye çalışılmaktadır. Dijital damga görüntüye uygulanırken, kolaylıkla çıkarılmaması için yeni önerilen bir kaotik haritayla piksel konumları karıştırılmıştır. Ayrıca, yeni önerilen kaotik harita, dijital damga görüntüye yerleştirilirken de kullanılmaktadır. Bu çalışmada, dijital damgalama ve görüntü şifrelemede kullanılmak için bir boyutlu yeni bir kaotik harita önerilmiştir. Yeni önerilen kaotik harita, yapılan tüm kaotik ölçme testlerinde yüksek başarı göstermiştir. Sonuç olarak, önerilen dijital damgalama tekniği, dijital damgayı görüntüye yerleştirirken pik sinyal-gürültü oranı (Peak signal-to-noise ratio, PSNR) ve yapısal benzerlik (structural similarity, SSIM) testleriyle de görüntüdeki bozulma ölçülmüştür. PSNR ve SSIM sonuçlarının çoğu sırasıyla, 50'den büyük ve 1'e çok yakındır. Buda önerilen damgalama yönteminin çok başarılı olduğunu göstermektedir.

Abstract:
One of the most crucial issues that have occurred in recent years is the copyrights on digital images. One of the most effective approaches of preserving digital images is digital watermarking. Digital watermarking is the process of signing the image as your own. There are two kinds of this process, one of which visible and the other one is invisible digital watermarking. Visible digital watermarking is the printing of videos and images in such a way that the watermarked is clearly visible. In this sort of watermarked, the objective is not only copyright, but also to unearth the owner of the image while spreading the image. In invisible digital watermarking, it is aimed that the stamp added to the image is not realized by the watchers. In this genre of stamping, QR codes of different sizes are mostly used. In this study, an invisible digital watermarking technique tested with a total of 12 QR codes in 3 different sizes is recommended. Initially, the image and the digital watermarking are transformed into the binary system. The lower 4 bits of each 8-bit pixel in the image are then used for watermarked. Hence the change in the watermarked image is tried to be minimized. When applying the digital watermarking to the image, pixel positions are mixed with a newly proposed chaotic map so that it is not easily removed. Besides, the newly proposed chaotic map is also used when placing a digital watermarking on the image. In addition, in this study, a new one-dimensional chaotic map is proposed for use in digital watermarking and image encryption. This newly proposed chaotic map has displayed high success in all tests. As a result, while the proposed digital watermarking technique places the digital watermarking on the image, the distortion in the image was also measured by the peak signal-to-noise ratio (PSNR) and structural similarity (SSIM) tests. Most PSNR and SSIM results are greater than 50 and very close to 1, respectively. This shows that the proposed watermarked method is very successful.