پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق

word
125
3 MB
32277
1392
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۲,۵۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق

    برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته برق گرایش مخابرات سیستم

    چکیده

    چشم‌انداز سه‌ بعدی از یک انسان شامل مجموعه‌ای از زیرسیستم‌ها است که به طور همزمان  و مجزا از هم مشغول به کار هستند. مغز انسان با بهره‌گیری از انواع مختلف اطلاعات بصری (نشانه‌های عمق) موجود در صحنه اقدام به ادراک عمق تصویر می‌کند. برخی از نشانه‌های عمق با یک چشم قابل درک می‌باشند؛ مانند سایه، چشم‌انداز[1]، تغییر دید ناشی از حرکت[2] و غیره. نشانه‌های دیگر مانند عمق و همگرایی، نیازمند همکاری دو چشم بایکدیگر است. بیشتر نشانه‌ها، برای درک بهتر تصاویر سه‌بعدی هستند. اگر چه فنآوری مورد نیاز برای ویدئو سه‌بعدی به سرعت در حال پیشرفت است، اثر این فن آوری در جنبه‌های ادراکی تصاویر سه‌بعدی به خوبی مورد مطالعه قرار نگرفته است. علاوه بر این، دقت معیارهای عینی برای ویدئوهای سه‌بعدی بررسی نشده است، که به این معنی است که در حال حاضر نیاز به آزمون‌های ارزیابی ذهنی زمان‌گیر و دقیق است. این معیارها در زمینه­های مختلفی از جمله نهان­نگاری در این تصاویر و فشرده­سازی آنها کاربرد دارد. این امر به طور قابل توجهی مانع از تکثیر گسترده برنامه‌های ویدئویی سه‌بعدی به بازار مصرف می‌شود. در این رساله معیارهای ارائه شده جهت ارزیابی عینی و ذهنی کیفیت تصاویر سه­بعدی بررسی و تحلیل شده است. به علاوه با توجه به نقاط ضعف این معیارها، پیشنهاداتی جهت ارائه معیارهای کامل­تر در کارهای تحقیقاتی آتی پیشنهاد شده است.

    کلید واژه:

    تصویر برداری سه ­بعدی، نهان­ سازی اطلاعات، استریوسکوپی، تصویر برداری انتگرالی، نشانه­ های عمق، امنیت اطلاعات

    فصل اول

    1-1 مقدمه ای بر نهان نگاری

    در دهه اخیر، به علت اتصال تعداد بیشماری از رایانه‌های شخصی به شبکه جهانی اینترنت، انفجاری در توزیع و استفاده آسان از داده دیجیتال چندرسانه‌ای به وقوع پیوسته است، گر چه داده دیجیتال مزایای بسیاری نسبت به داده آنالوگ دارد، ولی ارائه‌دهندگان سرویس‌های چندرسانه‌ای نگران پخش و انتشار بی‌رویه ناشی از کپی غیرمجاز داده‌های دیجیتال هستند، که بر خلاف حالت آنالوگ کیفیتی مشابه داده اصلی را دارند.

    برای حفاظت از محصولات دیجیتال چندرسانه‌ای در برابر کپی های غیرمجاز و حفظ حق انتشار برای داده‌های صوتی، تصویری و ویدئویی از دو تکنیک رمزنگاری[1] و نهان نگاری[2]  استفاده می‌شود. تکنیک های رمزنگاری برای حفاظت داده دیجیتال به هنگام انتقال از فرستنده به گیرنده به کار می روند. داده‌ها در فرستنده رمز می‌شوند و پس از دریافت در گیرنده رمزگشایی می‌شوند. از این پس دیگر هیچ‌گونه حفاظتی از داده صورت نمی‌گیرد. ولی در تکنیک های نهان نگاری، یک سیگنال پنهانی به نام پیام یا واترمارک[3]، مستقیماً در داخل داده هک می‌شود و همواره در آن باقی می‌ماند. برای استفاده از داده نهان نگاری شده، نیازی به برداشتن سیگنال واترمارک نیست زیرا این سیگنال طوری در داده میزبان درج می‌شود که هیچ تأثیر نامطلوبی بر داده اصلی نمی‌گذارد. به عنوان مثال در نهان نگاری داده در تصویر، چشم انسان نباید تفاوت بین تصویر اصلی و تصویر واترمارک شده را حس کند. در صورت هر گونه استفاده غیرمجاز از تصویر واترمارک شده، مانند کپی غیرمجاز از آن و یا هرگونه تحریف و تغییر تصویر توسط ا فراد غیرمجاز، صاحب اصلی داده می‌تواند با استخراج سیگنال واترمارک که تنها توسط او امکان‌پذیر است، مالکیت خود را به اثبات برساند و یا محل تغییرات صورت گرفته بر روی تصویر را مشخص کند. هرچند که مطرح‌شدن ایده نهان‏نگاری به سال 1449 میلادی بر می­گردد، اما کاربرد‏های پیشرفته این ایده در چند سال اخیر مطرح شده است.

    نهان نگاری در سیستم های امنیتی کاربرد بسیاری دارد و به شدت رو به رشد است. روش‌های مختلفی برای نهان نگاری پیشنهاد شده که در عین حال روش‌هایی زیادی نیز برای کشف اکثر آن‌ها ارئه شده و موجود است. در نتیجه نیاز به فضای وسیع­تری برای نهان نگاری که بتوان از تکنیک‌های پیشرفته‌تر  و امن­تری برای نهان­سازی داده­ها استفاده کرد، ضروری به نظر می­رسد. این فضا می­بایست فضایی فراتر از فضای داده یک بعد یعنی صوت  دوبعدی یعنی تصویر باشد.

    از زمان پیدایش تلویزیون، تلاش‌های زیادی در جهت بهبود آنچه که از دیدن یک فیلم توسط بینندگان تجربه می‌شود، انجام شده است. یکی از قدم‌های مهم آتی در این زمینه، معرفی و ورود تلویزیون سه‌بعدی [4] می‌باشد که برای بیننده این امکان را ایجاد می‌کند که فیلم را در یک فضای سه‌بعدی مشاهده نماید. طرفداران تلویزیون سه‌بعدی معتقدند که این ایده تجربه جدیدی را برای بیننده به همراه خواهد داشت و حوزه کاربردهای تصویر را وسیع تر خواهد نمود. بنابراین از آنجایی که تصویربرداری سه‌بعدی روشی در حال پیشرفت است و در آینده نزدیک وارد تکنولوژی انتقال اطلات خواهد شد،  به نظر می‌رسد فضای بسیار مناسبی جهت نهان نگاری اطلاعات در اختیار ما قرار می­دهد. مشخصاً اساس نمایش تصاویر سه‌بعدی بر مبنای ادراک سیستم بینایی انسان از بعد سوم است که دریافت‌کننده نهایی این تصاویر می‌باشد. بنابراین بررسی و تحلیل سیستم های تصویربرداری سه‌بعدی نیاز به درک و آشنایی اولیه با سیستم بینایی انسان خواهد داشت. به همین دلیل ما در این پایان‌نامه به بررسی تکنیک‌هایی که تا به حال برای نهان نگاری تصویر سه‌بعدی ارائه شده‌اند می­پردازیم و سپس در ادامه به ارائه پیشنهاداتی جهت نهان نگاری در تصاویر سه‌بعدی می‌پردازیم.

    1-2 تاریخچه نهان نگاری

    نهان نگاری از دو کلمه‌ی یونانی stego به معنی مخفی و graphos به معنی نوشتن تشکیل شده است، یعنی نوشته پنهان. در نهان نگاری، یک پیام سری در یک سند، جاسازی می‌شود، به طوری که وجود پیام در آن سند تا حد امکان قابل تشخیص نباشد. در نهان نگاری، فقط خود پیغام سری، مهم است و سندی که برای اختفای پیغام مورد استفاده قرار می‌گیرد ارزشمند نیست. فرد غیرمجاز برای بدست آوردن پیام ابتدا باید محیط انتقال و پوشش را شناسایی و در صورت امکان پیام را بیرون بکشد (

     

    ABSTRACT

    Three-dimensional vision of a human is a set of simultaneously working separate sub-systems. Human brain utilizes various types of visual information (depth cues) available in a scene to build unified perception of depth. Some depth cues could be perceived with a single eye  such as shadows, perspective, motion parallax, etc. Others – stereopsis and vergence  require cooperative work of two eyes. Even though the technologies required for 3D video are emerging rapidly, the effect of these technologies on the perceptual aspects of 3D viewing has not been thoroughly studied. Furthermore, the accuracy of objective measures for 3D video has not been investigated, which means that there is currently a need for time consuming and rigorous subjective evaluation tests. In return, this significantly hinders the widespread proliferation of 3D video applications into the consumer market.  In this thesis, the previously proposed objective and subjective metrics for evaluating the quality of 3D images has been studied. Furthermore, considering the existing drawbacks in this metrics, some solutions have been suggested for more thorough evaluation of 3D images in future researches regarding information hiding and compression applications.

     

    Key words: Three-dimensional imaging, Steganography, Streoscopy, Integral imaging, Depth cues, Information security.

  • فهرست و منابع پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق

    فهرست:

     

    فصل اول   1

    1-1 مقدمه ای بر نهان نگاری   1

    1-2 تاریخچه نهان نگاری  ........ 3

    1-3 اهداف و ملزومات نهان نگاری.. 8

    1-4 حوزه‌های نهان نگاری  ...... 9

    1-5 نهان نگاری در رسانه‌های مختلف.. 11

    1-5-1 نهان نگاری در متن.. 12

    1-5-2 پنهان نگاری در عکس... 15

    1-5-3 پنهان نگاری در صوت.. 18

    1-5-4 پنهان نگاری در ویدئو. 19

    1-6 کشف نهان نگاری  ............. 20

    1-6-1 انواع حملات.. 21

    1-6-2 تحلیل نهان نگاری.. 24

    1-6-3 انکار نهان نگاری.. 26

    فصل دوم  27

    تصویربرداری سه بعدی   27

    2-1 تصاویر سه بعدی  ............. 29

    2-2 روش‌های مختلف ثبت و نمایش تصاویر سه بعدی.. 30

    2-2-1 روش استریو سکوپی.. 31

    2-2-2 روش‌های مبتنی بر هولوگرافی.. 34

    2-2-3 روش تصویربرداری انتگرالی.. 40

    2-2-4 مبنای کار روش تصویربرداری انتگرالی.. 42

    2-3 نتیجه گیری  ...................... 46

    فصل سوم  48

    معیارهای کیفیت تصاویر سه بعدی   48

    3-1 بررسی معیارهای کیفیت تصاویر سه بعدی بر اساس روش استریوسکوپی.. 48

    3-1-1 اندازه گیری ویژگی های کیفی تصاویر استریو. 49

    3-1-2 نتیجه گیری  ...................................................................................................................................................55

    3-2 ارزیابی کیفیت تصاویر استریو بر اساس معیارهای عینی.. 56

    3-2-1 کیفیت تصویر و اندازه گیری اختلاف اعوجاج سراسری.. 61

    3-2-2 کیفیت تصویر واندازه گیری اختلاف اعوجاج اختلاف محلی.. 63

    3-3 پیش بینی کیفیت ویدیو سه بعدی با استفاده از مدل های کیفیت عینی ویدیو دوبعدی.. 65

    3-4 معیارهای ذهنی کیفیت بکار رفته در فشرده‌سازی تصاویر سه‌بعدی.. 71

    3-4-1 تاریخچه فشرده‌سازی.. 72

    3-4-2 ویژگی های مهم سیستم بصری انسان. 74

    3-4-3 تحقیقات انجام شده بر روی میزان مناسب فشردهسازی بر اساس سیستم بینایی انسان. 76

    3-4-4 الگوریتم ارائه شده جهت اندازهگیری کنتراست سه بعدی با پهنای باند محدود 77

    3-5 معیار عینی ارزیابی کیفیت بر اساس  عمق تصویر. 79

    3-5-1 بررسی کیفیت مبتنی بر عمق تصویر. 79

    3-5-2 روش ارائه شده جهت ارزیابی عینی کامل DIBR.. 82

    3-6 ارزیابی عینی کیفیت تصاویر استریو بر اساس تفاوت تصویر دو چشم. 85

    3-6-1 تاثیر تفاوت دید دو چشمی بر ادراک سه بعدی.. 85

    3-6-2 ارزیابی کیفیت عینی تصویر استریو. 88

    3-7 ارزیابی کیفیت تصاویر سه بعدی بر اساس فرکانس های فضایی.. 90

    3-7-1 اثر فرکانس فضایی بر دید غالب.. 90

    3-7-2 ارزیابی کیفیت تصویر تخریب شده 92

    3-8 کیفیت درک شده از تصاویر سه بعدی فشرده‌سازی شده بر اساس تأثیرات کدینگ JPEG متقارن و نامتقارن. 96

    3-8-1 کدینگ نامتقارن و کیفیت درک شده تصویر. 96

    3-8-2 عمق درک شده 97

    3-8-3 وضوح درک شده 98

    3-8-4 فشار چشم درک شده 99

    نتیجه گیری و راهکار پیشنهادی   104

    مراجع   111

     

    منبع:

     

    [1]  Jonathan Cummins,Ptrick Diskin,Samuel Lau and Robert Parlett, “Steganography and Digital Watermarking”, The University of Birmingham.

    [2]  Pedram Hayati, Vidyasagar Potdar and Elizabeth Chang , “A Servey of Steganographic and Steganalytic Tools for the Digital Forensic Investigator”, Curting University of Techonology, Perth, Australia.

    [3]  Shawn D.Dickman , “An Overview of Steganography”, James Madison University infosec Techreport, 2007.

    [4]  Niels Provos and Peter Honeyman , “Hide and Seek : An Introduction to Steganography”, University of Michigan.

    [5]  Chen, F. and Azari, H., “Stereoscopic Imaging Systems, Three-Dimensional Television,” University of Alberta Department of Computing Science, 2008.

    [6]  Ambs, P. Bigue, L. Binet, R. Colineau, J. Lehureau, J.-C. and Huignard, J.-P., “An assessment of 3dtv technologies,” in NAB, Las Vegas, 2006.

     [7]  S. H. Hong, J. S. Jang, and B. Javidi, “Three-dimensional volumetric object reconstruction using computational integral imaging,” Optics Express, vol. 12, no. 3, pp. 483–491, 2004.

     [8]  Benton, S. A., “Selected Papers on Three-Dimensional Displays,” in SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, WA, 2001.

     [9]  R. Martínez-Cuenca, G. Saavedra, M. Martínez-Corral and B. Javidi, “Progresses in 3d multiperspective display by integral imaging,” in Proc. IEEE, 2009, vol. 97, pp. 1067–1077.

    [10]    H. -J. Choi, “Current status of stereoscopic 3d lcd tv technologies,” 3D research, vol. 2, no. 2, pp. 1–4, 2011.

    [11]  http://sp.cs.tut.fi/mobile3dtv/impaired-videos/

    [12]  Julesz, B. Foundations of Cyclopean Perception, The University of Chicago Press, Chicago, 1971.

    [13]  “Subjective Assessment of Stereoscopic Television Pictures,” ITU, Recommendation BT.1438, 2000.

    [14]  Wandell, B.A., Foundations of vision, Sinauer Associates, Inc, Sunderland, Massachusetts, USA, 1995.

    [15] P. Campisi, P. Le Callet, and E. Marini, “Stereoscopic images quality assessment,” in Proceedings of 15th European Signal Processing Conference (EUSIPCO ’07), Poznan, Poland, September 2007.

    [16]  Z. Wang, A. C. Bovik, H. R. Sheikh, and E. P. Simoncelli, “Image quality assessment: from error visibility to structural similarity,” IEEE Transactions on Image Processing, vol. 13, no.4, pp. 600–612, 2004.

    [17]  M. Carnec, P. Le Callet, and D. Barba, “An image quality assessment method based on perception of structural information,” in Proceedings of the IEEE International Conference on Image Processing (ICIP ’03), vol. 2, pp. 185–188, Barcelona, Spain, September 2003.

    [18]  P. F. Felzenszwalb and D. P. Huttenlocher, “Efficient belief propagation for early vision,” International Journal of Computer Vision, vol. 70, no. 1, pp. 41–54, 2006.

    [19]  V. Kolmogorov and R. Zabih, “Multi-camera scene reconstruction via graph cuts,” in Proceedings of the 7th European Conference on Computer Vision, pp. 82–96, Copenhagen,Denmark, May 2002.

    [20]  M. F. Tappen and W. T. Freeman, “Comparison of graph cuts with belief propagation for stereo, using identical MRF parameters,” in Proceedings of the 9th IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV ’03), vol. 2, pp. 900– 907, Nice, France, October 2003.

    [21]  Pinson, M., and Wolf, S.: ‘A new standardized method for objectively measuring video quality’, IEEE Trans. Broadcast., 2004, 50, pp. 312–322

    [22]  International Telecommunication Union (ITU) Radio communication Sector.: ‘Methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures’, ITU-R BT.500-11, January 2002

    [23]  IJsselsteijn, W., Ridder, H., and Vliegen, J.: ‘Subjective evaluation of stereoscopic images: effects of camera parameters and display duration’, IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., 2000, 10, pp. 225–233

    [24] G. P. Lorenzetto and P. Kovesi, “A phase based image comparison technique.”

    [25]  L. B. Stelmach and W. J. Tam, “Stereoscopic image coding: effect of disparate image-quality in left- and right-eye views.,” Signal Processing: Image Communications 14, pp. 111–117, 1998.

    [26]  W. Osberger, A. J. Maeder, and D. McLean, “A computational model of the human visual system for image quality assessment,” in Proceedings DICTA-97, pp. 337–342, (Auckland, New Zealand), 1997.

    [27]  E. Peli, “Contrast in complex images,” Opt. Soc. Am. 7(10), pp. 2032–2040, 1990

    [28] “Final report from the video quality experts group on the validation of objective models of video quality assessment.,” tech. rep., Visual Quality Experts Group, 2000.

    [29] M. Fischler and R. Bolles, “Random sample consensus: A paradigm for model fitting with applications to image analysis and automated cartography,” Communications ACM 24, pp. 381–395, June 1981.

    [30]  L. Zhang and W. J. Tam, “Stereoscopic image generation based on depth images for 3D TV,” IEEE Trans.Broadcast. 51, pp. 191-199, June 2005.

    [31]  Z. Wang, L. Lu and A. C. Bovik, “Video quality assessment based on structural distortion measurement,” Signal Processing: Image Communication, vol.19, pp.121-132, Jan 2004.

    [32] Perkins, M. G. 1992. Data compression of stereopairs. IEEE Transactions on Communications 40, 684–696.

    [33] Tam, W., Stelmach, L., and Corriveau, P. 1998. Psychovisual aspects of viewing stereoscopic video sequences. Proceedings of the SPIE 3295, 226–235.

    [34] Meegan, D. V., Stelmach, L. B., and Tam, W. J. 2001. Unequal weighting of monocular inputs in binocular combination: implications for the compression of stereoscopic imagery. Journal of Experimental Psychology: Applied 7, 143–153.

    [35] IJsselsteijn, W., de Ridder, H., Hamberg, R., Bouwhuis, D., and Freeman, J. 1998. Perceived depth and the feeling of presence in 3DTV. Displays 18, 207–214.

    [36] Westheimer, G. and McKee, S. 1980. Stereoscopic acuity with defocused and spatially filtered retinal images. Journal of the Optical Society of America 7, 772–778.

    [37] Stelmach, L., Tam, W. J., Meegan, D., and Vincent, A. 2000. Stereo image quality: Effects of mixed spatio-temporal resolution. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology 10, 188–193.

    [38] IJsselsteijn, W., de Ridder, H., Freeman, J., and Avons, S. 2000. Presence: Concept, determinants and measurement. Proceedings of the SPIE, 252–255.

    [39] Berthold, A. 1997. The influence of blur on the perceived quality and sensation of depth of 2D and stereo images. Tech. rep., ATR Human Information Processing Research Laboratories.

    [40] Freeman, J. and Avons, S. 2000. Focus group exploration of presence through advanced broadcast services. Proceedings of the SPIE 3959, 530–539.

    [41] Yano, S. and Yuyama, I. 1991. Stereoscopic HDTV: Experimental system and psychological effects. Journal of the SMPTE 100, 14–18.

    [42] Mitsuhashi, T. 1996. Evaluation of stereoscopic picture quality with CFF. Ergonomics 39,1344–1356.

    [43] Okuyama, F. 1999. Evaluation of stereoscopic display with visual function and interview. Proceedings of the SPIE 3639, 28–35.

    [44] Kooi, F. and Toet, A. 2004. Visual comfort of binocular and 3D displays. Displays 25, 99–108.Levelt, W. 1965. On Binocular Rivalry. Royal VanGorcum, Assen, The Netherlands.

    [45] Stelmach, L. B. and Tam, W. J. 1998. Stereoscopic image coding: effect of disparate imagequality in left- and right-eye views. Signal Processing: Image Communications 14, 111–117.

    [46] IJsselsteijn, W. 2004. Presence in Depth. Eindhoven University of Technology, The Netherlands.

    [47] IJsselsteijn, W., de Ridder, H., and Vliegen, J. 2000. Effects of stereoscopic filming parameters and display duration on the subjective assessment of eye strain. Proceedings of the

    SPIE 3957, 12–22.

    [48] Yamanoue, H



تحقیق در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, مقاله در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, پروپوزال در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, تز دکترا در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, پروژه درباره پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, گزارش سمینار در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق, رساله دکترا در مورد پایان نامه نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس