Wasserzeichen für Copyright-Protection |
Das Kopieren und Weitergeben von Multimedia Objekten ist
einfach. Andererseits hat der Erzeuger dieser Dateien natürlich
ein Interesse daran, für seine Arbeit bezahlt zu werden. Dies
führt früher oder später zu dem Problem des
Aufspürens und Verfolgens von Schwarz-Kopien.
Ein wesentliches Hilfsmittel bei der Bekämpfung von
Schwarz-Kopien sind unsichtbare digitale Wasserzeichen, die in das
Multimedia Objekt eingebettet werden und idealerweise seine
Qualität nicht beeinträchtigen. Vor Gericht soll dann das im
Objekt gefundene Wasserzeichen die Copyright-Ansprüche des
Eigentümers untermauern.
Natürlich gibt es keine Maßnahme ohne
Gegenmaßnahme. Mit Hilfe von verlustbehafteter Kompression
(z.B. JPEG) oder gezielten Störmaßnahmen
(z.B. Hinzufügen vom Pseudo-Rauschen) kann bei wenig ausgereiften
Wasserzeichen die eingebettete Information beeinträchtigt oder
unbrauchbar gemacht werden.
Als Konsequenz hat sich die Steganographie (die Technik des
Versteckens von Daten) neben traditionellen Wissenschaften wie der
Cryptographie im Feld der Datensicherheit als noch recht
junge Teildisziplin etabliert.
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State of the Art |
Traditionelle Wasserzeichen werden direkt ins Bild eingebettet
(spacial domain). Die meisten heutzutage verfügbaren
Produkte basieren auf derartigen Verfahren. Der Nachteil all dieser
Verfahren ist, daß sie relativ sensibel auf Bildmanipulationen
reagieren.
Als Konsequenz sind Verfahren, die das Bild zuerst in einen anderen
(meist frequenzbasierten) Raum transformieren (frequency
domain), heutzutage Stand der Technik. Als Transformationen
kommen zumeist die traditionelle Fourier- oder eine einfachere
Variante, die DCT-Transformation zum Einsatz. Ein weiterer guter Grund
dafür ist, daß heutzutage übliche
Kompressionsverfahren (MPEG, JPEG) auf der DCT
basieren.
Noch recht jung ist die Wavelet-Transformation. Wir haben es
hier nicht mit einem kontinuierlichen Frequenzspektrum zu tun, wie es
bei DCT bzw. Fourier der Fall ist, sondern eine Art Zwischending,
sozusagen ortsabhängige Frequenzspektren. Eine weitere
Eigenschaft ist die hierarchische Konstruktion, mit jedem Schritt wird
das Objekt in kleinere Objekte zerlegt, die zusammen die Information
der nächst-höheren Ebene enthalten.
Diese Multiresolution Eigenschaft und bessere Kontrolle
über Orte im betrachteten Objekt machen die
Wavelet-Transformation interessant für Wasserzeichen. Ein
weiterer Aspekt ist, daß der neue JPEG2000-Standard
Wavelet- statt DCT-basiert ist.
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Aufgabenstellung |
Es soll auf Basis einer vorhandenen C++ Klassenbibliothek für
Wavelet-Transformationen ein Verfahren für Wasserzeichen auf
Graustufen-Bilder entwickelt werden. Das Verfahren soll Wasserzeichen
einbetten und wieder extrahieren können und robust gegen
geometrische Attacken sein.
Das Wasserzeichen selber ist ein Bild, das ein Logo oder einen
Schriftzug mit der Copyright-Nachricht enthält. Alle Pixel in
diesem Bild sind entweder 255 oder 0, so daß mit der Anzahl der
Pixel binäre Informationen eingebettet werden müssen.
Wie das Einbetten der einzelnen Pixel aussieht, soll parametrisierbar
(und somit vergleichbar) sein. Wir möchten als Resultat zwei
verschiedene funktionierende Verfahren haben.
Aufgrund der vorhandenen Klassenbibliothek wird als Programmiersprache
C++ zum Einsatz kommen. Als Plattform wird (da der Code bisher nur
dort getestet wurde) Linux verwendet. Das Ergebnis sollte ein Satz von
kleinen Kommandozeilen-Werkzeugen sein, mit denen man parametrisierbar
das Einbetten und Lesen erledigen kann. Sind Erweiterungen der
vorhandenen Klassenbibliothek notwendig, kann das gern geschehen
(Testen nicht vergessen!).
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