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

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

پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه مسترداک معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته برق و با عنوان نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق در ۱۲۷ صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.

چکیده نهان نگاری در تصاویر سه بعدی بر اساس ویژگی عمق:

چشم‌انداز سه‌بعدی 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[۱]، تغییر دید ناشی از حرکت[۲] 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.

 

مقدمه ای بر نهان نگاری

در دهه اخیر، به علت اتصال تعداد بیشماری از رایانه‌های شخصی به شبكه 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 كپی غیرمجاز داده‌های دیجیتال هستند، كه بر خلاف حالت آنالوگ كیفیتی مشابه داده اصلی را دارند.

برای حفاظت از محصولات دیجیتال چندرسانه‌ای در برابر كپی های غیرمجاز و حفظ حق انتشار برای داده‌های صوتی، تصویری و ویدئویی از دو تكنیك رمزنگاری[۱] و نهان نگاری[۲]  استفاده می‌شود. تكنیك های رمزنگاری برای حفاظت داده دیجیتال به هنگام انتقال از فرستنده به گیرنده به كار 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 تكنیك های نهان نگاری، یك سیگنال پنهانی به نام پیام یا واترمارك[۳]، مستقیماً در داخل داده هك می‌شود و همواره در آن باقی می‌ماند. برای استفاده از داده نهان نگاری شده، نیازی به برداشتن سیگنال واترمارك نیست زیرا این سیگنال طوری در داده میزبان درج می‌شود كه 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 واترمارك شده را حس كند. در صورت هر گونه استفاده غیرمجاز از تصویر واترمارك شده، مانند كپی غیرمجاز از آن و یا هرگونه تحریف و تغییر تصویر توسط ا فراد غیرمجاز، صاحب اصلی داده می‌تواند با استخراج سیگنال واترمارك كه تنها توسط او امکان‌پذیر است، مالكیت خود را به اثبات برساند و یا محل تغییرات صورت گرفته بر روی تصویر را مشخص كند. هرچند که مطرح‌شدن ایده نهان‏نگاری به سال ۱۴۴۹ 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 [۴] 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.

 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، یك پیام سری در یك سند، جاسازی می‌شود، به طوری كه وجود پیام در آن سند تا حد امكان قابل تشخیص نباشد. در نهان نگاری، فقط خود پیغام سری، مهم است و سندی كه 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 (شکل زیر نمونه‌ای از نهان نگاری در تصویر می‌باشد).

شکل ۱-۱٫ نمونه‌ای از نهان نگاری در تصویر

حوزه اصلی دیگر استگانوگرافی نشانه‌گذاری حق تألیف است. این قسمت، خود می‌تواند به دو دسته‌ی اثبات هویت دیجیتالی و انگشت‌نگاری دیجیتالی تقسیم شود.

استگانوگرافی و رمزنگاری هر دو برای تضمین قابلیت اعتماد داده استفاده می‌شوند، گرچه تفاوت بزرگی مابین آن‌هاست. در رمزنگاری هدف تغيير پيغام به شکلی است که برای شخص ديگری نامفهوم باشد و اينکه فردی متوجه پيغام بشود يا نه اهميتی ندارد. به عبارتی دیگر، با رمزدار کردن هر شخصی می‌تواند متوجه این موضوع شود که دو طرف به طور سری و محرمانه در ارتباط‌اند درحالی‌که فلسفه‌ی استگانوگرافی اين است که پيغام را به شکلی مخفی کند که کسی متوجه حضور آن نشود به بیان دیگر، استگانوگرافی وجود یک پیام را پنهان می‌کند و در بهترین حالت هیچ فردی نمی‌تواند متوجه شود که دو طرف به طور محرمانه با یکدیگر ارتباط دارند.

به طور معمول گفته می‌شود قبل از مخفی کردن متن در استگانوگرافی بهتر است آن را رمزگذاری کنيد تا اگر متن شما از پيغام پوشاننده بازيابی شد قابل خواندن نباشد، هر چند می‌توان بدون رمزنگاری متن را در پيغام پوشاننده جايگزين کرد، مانند نشانه‌گذاری حق تألیف؛ اما با اضافه کردن اطلاعات کپی‌رایت رمزگذاری شده به محتوای یک فایل می‌توان از شناسایی و انتقال آن به شکلی آسان و راحت جلوگیری کرد. رمزگذاری اجازه می‌دهد که ارتباطی ایمن صورت گیرد و شخصی که کلید مربوطه را دارد قادر است اطلاعات دریافتی را بخواند. در این حالت یک مهاجم نمی‌تواند رمزگذاری را بردارد اما اصلاح کردن این فایل و تغییر آن به نحوی که برای گیرنده مورد نظر غیرقابل خواندن شود کاری نسبتاً آسان است.

 

نهان نگاری کاربردهای بسیاری دارد مثل محافظت از کپی‌رایت و مستندسازی مدیا و…. . روش‌های نهان­نگاری بر روی دامنه‌های گسترده‌ای اعم از فایل های متنی، فایل های باینری، فایل های صوتی، فایل های تصویری، فیلم و غیره اعمال می‌شوند. یكی از پركاربردترین بسترها برای نهان­نگاری فایل های تصویری می‌باشد. روش نهان نگاری از امنیت بالایی برخوردار است. همچنین کاربردهای امنیتی نیز دارد که در انتقال اطلاعات مخفیانه از طریق تصاویر (برای مثال انتقال تصویر از طریق اینترنت) می‌توان استفاده کرد. امید است در آینده بتوان سیستمی طراحی کرد که جهت امنیت یک ارگان مهم بکار رود. به این منظور که راه‌های مختلفی که امکان خروج مخفیانه اطلاعات از آن ارگان وجود دارد بررسی و آشکار سازی شود.

نهان نگاری تصاویر دیجیتال بطور عمده از حدود سال‌های ۱۹۹۵ و ۱۹۹۶ مورد توجه قرار گرفته است و در طی این مدت الگوریتم‌های فراوانی با کاربردهای متنوع در این زمینه طراحی و منتشر شده‌اند. برای ارزیابی و مقایسه‌ی این الگوریتم‌ها، شاخص‌هایی تعریف شده‌اند كه با استفاده از آن‌ها می‌توان روش متناسب با كاربرد مورد نظر را انتخاب نمود. شش شاخص مقاومت، ظرفیت، امنیت، شفافیت (قابلبیت رویت)، قابل كشف نبودن و پیچیدگی توسط پتیتکلاس [۵]تعریف شده‌اند. مقاومت نشان‌دهنده میزان باقی ماندن پیام درون تصویر، پس از تغییراتی است که ممکن است به صورت عمدی یا مشکلات ناشی از خطوط انتقال ایجاد گردد، می‌باشد. ظرفیت، بیانگر حجم اطلاعاتی است که می‌توان درون تصویر قرار داد. امنیت بیانگر، امکان کشف پیام به صورت تصادفی است که توسط عواملی چون کلید یا افزایش پارامترها تأمین می­شود. باید توجه داشت که امکان بهینه‌سازی تمام شاخص‌ها همزمان وجود ندارد و با بهبود یکی، امکان تضعیف یک یا چند شاخص دیگر وجود خواهد داشت.

مفاهیم مخفی سازی اطلاعات، جاسازی داده‌ها و آبنشان گذاری دیجیتال اغلب در یک واژه کلی تحت عنوان واترمارکینگ[۶] مورد استفاده قرار می‌گیرند که البته این موضوع در کاربردهای تجاری بیشتر صدق می‌کند. انواع روش‌های واترمارکینگ در نمودار ۱-۱ بصورت طبقه­بندی نشان داده شده­اند.

 

 

فهرست مطالب

فصل اول   ۱

۱-۱ مقدمه ای بر نهان نگاری   ۱

۱-۲ تاریخچه نهان نگاری  …….. ۳

۱-۳ اهداف و ملزومات نهان نگاری.. ۸

۱-۴ حوزه‌های نهان نگاری  …… ۹

۱-۵ نهان نگاری در رسانه‌های مختلف.. ۱۱

۱-۵-۱ نهان نگاری در متن.. ۱۲

۱-۵-۲ پنهان نگاري در عکس… ۱۵

۱-۵-۳ پنهان نگاري در صوت.. ۱۸

۱-۵-۴ پنهان نگاري در ویدئو. ۱۹

۱-۶ کشف نهان نگاري  …………. ۲۰

۱-۶-۱ انواع حملات.. ۲۱

۱-۶-۲ تحلیل نهان نگاری.. ۲۴

۱-۶-۳ انکار نهان نگاری.. ۲۶

فصل دوم  ۲۷

تصویربرداری سه بعدی   ۲۷

۲-۱ تصاویر سه بعدی  …………. ۲۹

۲-۲ روش‌های مختلف ثبت و نمایش تصاویر سه بعدی.. ۳۰

۲-۲-۱ روش استریو سکوپی.. ۳۱

۲-۲-۲ روش‌های مبتنی بر هولوگرافی.. ۳۴

۲-۲-۳ روش تصویربرداری انتگرالی.. ۴۰

۲-۲-۴ مبنای کار روش تصویربرداری انتگرالی.. ۴۲

۲-۳ نتیجه گیری  …………………. ۴۶

فصل سوم  ۴۸

معیارهای کیفیت تصاویر سه بعدی   ۴۸

۳-۱ بررسی معیارهای کیفیت تصاویر سه بعدی بر اساس روش استریوسکوپی.. ۴۸

۳-۱-۱ اندازه گیری ویژگی های کیفی تصاویر استریو. ۴۹

۳-۱-۲ نتیجه گیری   ۵۵

۳-۲ ارزیابی کیفیت تصاویر استریو بر اساس معیارهای عینی.. ۵۶

۳-۲-۱ کیفیت تصویر و اندازه گیری اختلاف اعوجاج سراسری.. ۶۱

۳-۲-۲ کیفیت تصویر واندازه گیری اختلاف اعوجاج اختلاف محلی.. ۶۳

۳-۳ پیش بینی کیفیت ویدیو سه بعدی با استفاده از مدل های کیفیت عینی ویدیو دوبعدی.. ۶۵

۳-۴ معیارهای ذهنی کیفیت بکار رفته در فشرده‌سازی تصاویر سه‌بعدی.. ۷۱

۳-۴-۱ تاریخچه فشرده‌سازی.. ۷۲

۳-۴-۲ ویژگی های مهم سیستم بصری انسان. ۷۴

۳-۴-۳ تحقیقات انجام شده بر روی میزان مناسب فشردهسازی بر اساس سیستم بینایی انسان. ۷۶

۳-۴-۴ الگوریتم ارائه شده جهت اندازهگیری کنتراست سه بعدی با پهنای باند محدود ۷۷

۳-۵ معیار عینی ارزیابی کیفیت بر اساس  عمق تصویر. ۷۹

۳-۵-۱ بررسی کیفیت مبتنی بر عمق تصویر. ۷۹

۳-۵-۲ روش ارائه شده جهت ارزیابی عینی کامل DIBR.. 82

۳-۶ ارزیابی عینی کیفیت تصاویر استریو بر اساس تفاوت تصویر دو چشم. ۸۵

۳-۶-۱ تاثیر تفاوت دید دو چشمی بر ادراک سه بعدی.. ۸۵

۳-۶-۲ ارزیابی کیفیت عینی تصویر استریو. ۸۸

۳-۷ ارزیابی کیفیت تصاویر سه بعدی بر اساس فرکانس های فضایی.. ۹۰

۳-۷-۱ اثر فرکانس فضایی بر دید غالب.. ۹۰

۳-۷-۲ ارزیابی کیفیت تصویر تخریب شده ۹۲

۳-۸ کیفیت درک شده از تصاویر سه بعدی فشرده‌سازی شده بر اساس تأثیرات کدینگ JPEG متقارن و نامتقارن. ۹۶

۳-۸-۱ کدینگ نامتقارن و کیفیت درک شده تصویر. ۹۶

۳-۸-۲ عمق درک شده ۹۷

۳-۸-۳ وضوح درک شده ۹۸

۳-۸-۴ فشار چشم درک شده ۹۹

نتیجه گیری و راهکار پیشنهادی   ۱۰۴

مراجع   ۱۱۱

 

 

فهرست شکل‌ها

شکل ‏۱‑۱٫ نمونه‌ای از نهان نگاری در تصویر. ۳

شکل ‏۱‑۲٫ نهان نگاری اطلاعات در لابلای نتهای موسیقی.. ۷

شکل ‏۱‑۳٫ اصول عمومی جهت نهان نگاری در متن.. ۱۲

شکل ‏۱‑۴٫ مقایسه استفاده از تعداد بیت‌های گوناگون در نهان نگاری به روش بیت کم ارزش… ۱۷

شکل ۲-۱٫ دریافت تصویر سه‌بعدی توسط چشم انسان   ۲۷

شکل ۲-۲٫ نمایش درک تصویر سه‌بعدی   ۲۸

شکل ۲-۳٫ نمایش تفاوت دو چشم   ۲۹

شکل ۲-۴٫ عینک سه بعدی   ۳۱

شکل ۲-۵٫ الف) روش استریوسکوپی با استفاده از پلاریزاسیون ب) پلارایزهای مورد استفاده در روش استریوسکوپی  …………..۳۳

شکل ۲-۶٫٫ ثبت تصویر توسط هولوگرام   ۳۴

شکل ۲-۷٫ بازسازی تصویر سه بعدی در روش هولوگرافی گابور   ۳۶

شکل ۲-۸٫ ثبت هولوگرام در روش لایت- اپاتنیکس  ۳۷

شکل ۲-۹٫ بازسازی تصویر سه بعدی در روش لیت- اپاتنیکس   ۳۸

شکل ۲-۱۰٫ مقایسه تصویربرداری توسط آرایه لنز در تصویربرداری   ۴۱

شکل ۲-۱۱٫ آرایه لنز مورد استفاده جهت دریافت تصاویر انتگرالی به همراه سیستم مختصات متناظر راستای دید   ۴۵

شکل ‏۳‑۱٫ کیفیت تصویر سه بعدی و کیفیت تصویر دوبعدی برای یک زوج استریو. ۵۰

شکل ‏۳‑۲٫ مدلی از فرایند همگرایی: الف) جستجو برای بهترین تطبیق.. ۵۲

شکل ‏۳‑۳٫ عکس از زوج استریو (بالا). چپ (L) و راست (R) و ” سایکلپین “. ۵۳

شکل ‏۳‑۴٫ محاسبه اختلاف (د)، شباهت استریو (س) ۵۵

شکل ‏۳‑۵٫ نگاشت اختلاف اصلی (سمت چپ) و نگاشت های اختلافی محاسبه شده ۵۹

شکل ‏۳‑۶٫ برآورد کیفیت از زوج های استریو با استفاده از یک رویکرد سراسری است. ۶۰

شکل ‏۳‑۷٫ برآورد کیفیت از زوج های استریو با استفاده از یک رویکرد محلی است. ۶۱

شکل ‏۳‑۸٫ نمونه ای از افزایش محلی شباهت ساختاری، از چپ به راست: نگاشت اصلی شباهت ساختاری ، ۶۴

شکل ‏۳‑۹٫ امتیازات MOS برای کیفیت تصویر درک شده با استفاده از VQM. 68

شکل ‏۳‑۱۰٫ فشرده سازی بر روی مانکن، متقارن (بالا) و نامتقارن (پایین) ۷۵

شکل ‏۳‑۱۱٫ بیانگر گراف آن است، نتایج PSNR متقارن در مقابل نامتقارن فشرده سازی JPEG… 75

شکل ‏۳‑۱۲٫ چارچوبی از ارزیابی کیفیت عینی کامل مرجع. ۸۱

شکل ‏۳‑۱۳٫ تصویر استریو. ۸۵

شکل ‏۳‑۱۴٫ تصویر کلی تفاوت دو چشم از شکل ۳-۱۳٫ ۸۶

شکل ‏۳‑۱۵٫ افزودن نویز در جایی که مقدار D نسبتا زیاد است… ۸۷

شکل ‏۳‑۱۶٫ اضافه کردن نویز در جایی که مقدار D نزدیک به ۰ می باشد. ۸۸

شکل ‏۳‑۱۷٫ شرایط توزیع از نظر تفاوت دوچشم. ۸۹

شکل ‏۳‑۱۸٫ تصویر سازی از تسلط چشم. ۹۱

شکل ‏۳‑۱۹٫ حالت دیگر از تسلط چشم. ۹۲

شکل ۴-۱٫ نمونه ای از تصویر برداری انتگرالی  الف)مناطق جغرافیایی  ب)علم پزشکی   ۱۰۵

شکل ۴-۲٫ تصویری که اصلی که قرار است اطلاعات در آن درج شود   ۱۰۸

شکل ۴-۳٫ تصویر اصلی بعد از درج پیغام   ۱۱۰

 

 

 

فهرست نمودارها

نمودار ‏۱‑۱٫ طبقه‌بندی انواع واترمارکینگ… ۴

نمودار ‏۱‑۲٫ هیستوگرام فایل اصلی.. ۲۳

نمودار ‏۱‑۳٫ هیستوگرام فایل محتوای پنهان نگاري.. ۲۴

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول ‏۳‑۱٫ ارزیابی عملکرد مدل های کیفیت تصویر. ۷۰

 

 

 

 

 

مسترداک | آموزش زبان انگلیسی | اپلیکیشن | بانک اطلاعات | برنامه نویسی و طراحی وب سایت | قالب و افزونه | پایان نامه دکترا | تاریخ | تربیت بدنی | جغرافیا | حسابداری | حقوق | رشته های پزشکی | پزشکی | روانشناسی | زبان و ادبیات فارسی | علوم تربیتی | فقه و مبانی حقوق اسلامی | کشاورزی | کلام تطبیقی | مدیریت | پایان نامه کارشناسی | پایان نامه کارشناسی ارشد | تربیت بدنی | علوم انسانی | اقتصاد | تاریخ | باستان شناسی | جغرافیا | حقوق | رشته حسابداری | روانشناسی | زبان و ادبیات عربی | زبان و ادبیات فارسی | علوم اجتماعی | علوم تربیتی | علوم سیاسی | فقه و حقوق اسلامی | کتابداری و اطلاع رسانی | مدیریت | علوم پایه | زمین شناسی | زیست شناسی | شیمی | فنی و مهندسی | برق | صنایع غذایی | عمران | کامپیوتر و فناوری اطلاعات | کشاورزی | هنر و معماری | معماری | پروژه آموزشی | تحقیق و جزوات آموزشی | ترجمه مقالات ISI | طرح توجیهی | کتاب | گزارش کارآموزی | نرم افزار |

 

مراحل خرید فایل دانلودی
اگر محصول را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0