İris biyometrisini kullanan dayanıklı damgalama yöntemi
Robust watermarking method using iris biometrics
Yazar: ŞEYMA YÜCEL ALTAY
Danışman: DOÇ. DR. GÜZİN ULUTAŞ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Tez kapsamında sayısal görüntülerin telif haklarının korunması için dayanıklı damgalama sistemlerine değinilmiştir. Bu amaçla dalgacık dönüşümüne dayalı farklı ayrıştırma teknikleri kullanan yeni damgalama yöntemleri önerilmiştir. Ayrık Dalgacık Dönüşümü ve Tekil Değer Ayrıştırma tekniklerinin kullanıldığı ilk yaklaşımda birbirleriyle çelişen algılanamazlık ve dayanıklılığı dengede tutmak için Ateş Böceği Algoritmasının yeni bir sürümü olan Kendinden Uyarlanabilir Adımlı Ateş Böceği Algoritmasından ilk kez yararlanılmıştır. Bu algoritma her ateş böceğinin bir sonraki adımını mevcut durumuna ve geçmiş bilgilerine bağlı olarak belirlediğinden, çözüm uzayının global olarak araştırılmasını sağlar. Bir diğer yaklaşımda, gömülen damganın aidiyetinin kanıtlanması hususunda etkili bir çözüm sunan iris kodu renkli görüntülere gizlenmiştir. Burada Ayrık Dalgacık Dönüşümünün geometrik ataklar karşısındaki dayanıklılık problemini çözmek için Yeniden Dağıtılmış Değişmez Ayrık Dalgacık Dönüşümü'nden yararlanılmıştır. Bu dönüşüm tekniği ile birlikte Ateş Böceği Algoritması / Kendinden Uyarlanabilir Adımlı Ateş Böceği Algoritması ile optimize edilmiş Tekil Değer Ayrıştırma, Schur Ayrıştırma ve QR Ayrıştırmaya dayalı farklı yaklaşımlar önerilmiştir. Bu yaklaşımlar arasından algılanamazlık, dayanıklılık ve kimlik doğrulama hassasiyeti bakımından en uygun yöntem belirlenmeye çalışılmıştır. Araştırma bulguları hem geleneksel hem de biyometrik tabanlı damgalama sistemlerinin algısal şeffaflık ve dayanıklılık açısından etkinliğini kanıtlamıştır. Ayrıca biyometrik damgalamaya yönelik çalışmanın kimlik doğrulama performansı incelendiğinde sonuçların oldukça tatmin edici olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, robust watermarking systems for copyright protection of digital images have been mentioned. For this purpose, new watermarking methods using different decomposition techniques based on wavelet transform have been proposed. In the first approach using Discrete Wavelet Transform and Singular Value Decomposition methods, a new version of the Firefly Algorithm, the Self-Adaptive Step Firefly Algorithm, has been used for the first time to balance the conflicting imperceptibility and robustness. Since this algorithm determines the next step of each firefly based on its present situation and historical information, it enables a global exploration of the solution space. In other approach, the iris code, which presents an effective solution for proving the ownership of the embedded watermark is hidden into color images. Here, Redistributed Invariant Discrete Wavelet Transform has been used to solve the robustness problem of the Discrete Wavelet Transform against geometric attacks. With this transform technique, different approaches based on Singular Value Decomposition, Schur Decomposition and QR Decomposition optimized by Firefly Algorithm/Self-Adaptive Step Firefly Algorithm are proposed. Among these approaches, the most appropriate method with regard to imperceptibility, robustness and authentication accuracy has been tried to determine. Research findings prove the effectiveness of both traditional and biometric-based watermarking systems in terms of perceptual transparency and robustness. In addition, when the authentication performance of the biometric watermarking study is examined, it is observed that the results are quite satisfactory.