Watermark asli
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengumpulan Data
Data yang digunakan adalah 3 (tiga) buah citra yang diperoleh dari media internet. Ketiganya adalah citra ‘lena’, ‘elaine’, dan ‘baboon’. Seluruh citra tersebut telah banyak dimanfaatkan dalam image processing dan pada penelitian ini akan digunakan sebagai
cover image. Untuk citra watermark terdiri atas citra initial (9x12 piksel) dan copyright (50x20 piksel) dimana keduanya telah dibuat langsung dengan aplikasi Adobe Photoshop 7.0. Total citra yang digunakan adalah 5 buah dan seluruhnya tersimpan dalam format TIFF dengan tipe grayscale.
Praproses
Setelah cover image diperoleh, ukurannya diseragamkan menjadi 512x512 piksel. Kemudian citra RGB diubah menjadi citra
6 mulai Cover image Watermark Watermark key Generator PN di-reset pada
watermark key PN sequence di-generate Penyisipan watermark Watermarked image watermark Watermark key Generator PN di-reset pada
watermark key PN sequence di-generate Perhitungan korelasi dan threshold Ekstraksi watermark Watermark Selesai Proses penyisipan Proses ekstraksi Transformasi DWT 2 D Transformasi DWT 2D IDWT 2D Gain factor
Gambar 7 Tahapan penyisipan dan pengekstraksian watermark (domain wavelet). Ekstraksi Watermark
a. Proses Ekstraksi Watermark pada Domain Spasial
Langkah awal yang dilakukan pada proses ini adalah penyiapan watermarked image, watermark dan watermark key. Kemudian
watermark diubah dari bentuk citra 2 (dua) dimensi menjadi bentuk vektor, keseluruhan nilai diinisiasikan 1 (satu). Selanjutnya dilakukan proses reset pada generator Pseudo-Noise (PN) menjadi watermark key state. Setelah itu PN sequence dapat diperoleh dengan proses generate. Kemudian, dilakukan perhitungan korelasi antara PN sequence dan
watermarked image untuk mendapatkan nilai
threshold. Nilai threshold ini kemudian dibandingkan dengan nilai korelasi untuk mendapatkan watermark kembali. Tahapan ekstraksi yang lebih detail dapat dilihat pada Gambar 6.
b. Proses Ekstraksi Watermark pada Domain Wavelet
Tahap-tahap yang dilakukan pada proses ini hampir serupa dengan proses ekstraksi pada domain spasial. Perhitungan korelasi diawali dengan transformasi watermarked image
menjadi 4 (empat) koefisien Discrete Wavelet Transform 2D (DWT 2D). Langkah selanjutnya adalah perhitungan korelasi antara PN sequence
dan watermarked image untuk mendapatkan nilai threshold. Proses ini diakhiri dengan perbandingan antara nilai korelasi dan nilai
threshold sehingga watermark dapat diperoleh kembali. Tahapan ekstraksi yang lebih detail dapat dilihat pada Gambar 7.
Analisis Hasil Ekstraksi
Pada analisis tahap 1, dilakukan perbandingan watermark hasil ekstraksi
watermarked image (watermark’) dengan
watermark original (watermark asli). Analisa ini dilakukan berdasarkan parameter kualitas
watermark (original dan hasil ekstraksi 1) dan ukuran file watermark (original dan hasil ekstraksi 1).
Pada analisis tahap 2, dilakukan perbandingan watermark hasil ekstraksi image after distortion (watermark”) dengan
watermark hasil ekstraksi watermarked image
(watermark’). Analisis ini dilakukan berdasarkan parameter kualitas watermark
(hasil ekstraksi 1 dan hasil ekstraksi 2) saja. Perangkat Keras dan Perangkat Lunak
Perangkat keras yang digunakan dalam penelitian ini adalah Processor Intel Atom N270 @ 1600 MHz, memory 2 GB DDR2 dan
harddisk 160 GB. Perangkat lunak yang digunakan adalah Sistem operasi Windows XP Home, Adobe Photoshop 7.0 dan MATLAB 7.0.1.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengumpulan Data
Data yang digunakan adalah 3 (tiga) buah citra yang diperoleh dari media internet. Ketiganya adalah citra ‘lena’, ‘elaine’, dan ‘baboon’. Seluruh citra tersebut telah banyak dimanfaatkan dalam image processing dan pada penelitian ini akan digunakan sebagai
cover image. Untuk citra watermark terdiri atas citra initial (9x12 piksel) dan copyright (50x20 piksel) dimana keduanya telah dibuat langsung dengan aplikasi Adobe Photoshop 7.0. Total citra yang digunakan adalah 5 buah dan seluruhnya tersimpan dalam format TIFF dengan tipe grayscale.
Praproses
Setelah cover image diperoleh, ukurannya diseragamkan menjadi 512x512 piksel. Kemudian citra RGB diubah menjadi citra
7 Hasil Penyisipan Watermark
Hasil dari penyisipan watermark untuk 3
cover image adalah 12 watermarked image, karena untuk setiap cover image terdapat 2 (dua) jenis watermak yang akan disisipkan (initial dan copyright) serta dilakukan pada 2 (dua) domain yang berbeda (spasial dan wavelet). Hasil dari penyisipan watermark
dapat dilihat pada Lampiran 2, sedangkan data penyisipan watermark dapat dilihat pada Tabel 2.
Hasil Uji Ketahanan (Uji Distorsi)
Hasil dari uji ketahanan adalah sebagai berikut :
1 Uji JPEG Compression dengan quality factor 100, 90, 75, dan 50 menghasilkan
image after distortion sebanyak 12 citra untuk domain spasial dan 12 citra untuk domain wavelet. Hasil uji JPEG Compression pada domain wavelet dengan citra lena.tif dapat dilihat pada Gambar 8. 2 Uji gamma Correction dengan gamma value
0.5, 0.7, 1.2, dan 1.5 menghasilkan image after distortion sebanyak 12 citra untuk domain spasial dan 12 citra untuk domain wavelet. Hasil uji gamma correction pada domain spasial dengan citra elaine.tif dapat dilihat pada Gambar 9.
3 Uji scaling dengan scale factor 1/3, 1/2, 3/2, dan 2 menghasilkan image after distortion
sebanyak 12 citra untuk domain spasial dan 12 citra untuk domain wavelet.
4 Uji rotation dengan angle 0, 2, dan 5.9 menghasilkan image after distortion
sebanyak 9 citra untuk domain spasial dan 9 citra untuk domain wavelet.
5 Uji horizontal flip menghasilkan image after distortion sebanyak 3 citra untuk domain spasial dan 3 citra untuk domain wavelet. 6 Uji Gaussian noise dengan variance 1%,
5%, dan 15% menghasilkan image after distortion sebanyak 9 citra untuk domain spasial dan 9 citra untuk domain wavelet. Hasil uji Gaussian noise pada domain spasial dengan citra baboon.tif dapat dilihat pada Gambar 10.
7 Uji median filter dengan filter 3x3 menghasilkan image after distortion
sebanyak 3 citra untuk domain spasial dan 3 citra untuk domain wavelet.
Total image after distortion yang diperoleh adalah 60 citra pada domain spasial dan 60 citra pada domain wavelet.
Quality factor = 100 Quality factor = 90
Quality factor = 75 Quality factor = 50
Gambar 8 Hasil uji JPEG Compression pada domain wavelet dengan citra lena.tif.
Gamma value = 0.5 Gamma value = 0.7
Gamma value = 1.2 Gamma value = 1.5
Gambar 9 Hasil uji gamma correction pada domain spasial dengan citra elaine.tif.
variance = 1 % variance = 5 %
variance = 15 %
Gambar 10 Hasil uji Gaussian noise pada domain spasial dengan citra baboon.tif.
8 Hasil Ekstraksi Watermark
Ekstraksi Watermark 1
Hasil ekstraksi watermark untuk 12
watermarked image adalah 12 citra watermark’. Hasil dari ekstraksi watermark 1 dapat dilihat pada Lampiran 2, sedangkan data ekstraksi
watermark 1 dapat dilihat pada Tabel 2. Ekstraksi Watermark 2
Hasil ekstraksi watermark untuk 120 image after distortion adalah 120 citra watermark”. Hasil ekstraksi watermark 2 dapat dilihat pada Lampiran 3.
Analisis Hasil Ekstraksi
a. Capacity, processing time, dan kualitas
cover image.
Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui hubungan antara capacity atau jumlah piksel yang akan disisipkan terhadap processing time
dan kualitas cover image yang telah disisipi.
Processing time disini terdiri atas embedding time dan recover time yang memiiki satuan
second (s). Kualitas dari cover image diperoleh dengan perhitungan PSNR dan memiliki satuan
decibel (dB).
Data penyisipan dan ekstraksi pada domain spasial dan domain wavelet dapat dilihat pada Tabel 2. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar capacity yang disisipkan maka semakin besar processingtime yang dibutuhkan dan semakin rendah kualitas cover image yang telah disisipi.
Tabel 2 Data penyisipan dan ekstraksi pada domain spasial dan domain wavelet
CDMA (spatial domain)
Cover image lena.tif (512x512) elaine.tif (512x512) baboon.tif (512x512)
Watermark Initial Copyright Initial Copyright Initial Copyright
Embed time (s) 5.922 57.484 6.422 57.5 6.359 57.437
Recover time (s) 11.484 104.594 11.422 104.625 11.453 104.859
PSNR (dB) 31.0491 22.2341 30.9077 22.1203 30.4689 21.6555
CDMA (wavelet domain)
Cover image lena.tif (512x512) elaine.tif (512x512) baboon.tif (512x512)
Watermark Initial Copyright Initial Copyright Initial Copyright
Embed time (s) 4.203 29.469 3.734 29.469 3.734 29.594
Recover time (s) 5.531 48.312 5.547 48.282 5.562 48.406
PSNR (dB) 34.0529 25.2523 33.9111 25.1231 33.4723 24.6741
Grafik processing time pada domain spasial dapat dilihat pada Gambar 11 sedangkan grafik
processing time pada domain wavelet dapat dilihat pada Gambar 12. Dari kedua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa :
• Percobaan menghasilkan processing time
dengan nilai yang hampir seragam untuk masing-masing capacity.
• Pada setiap penyisipan, recover time lebih besar hampir 2 kali lipat dibandingkan
embed time.
• Embed time dan recover time untuk penyisipan copyright lebih besar dibandingkan penyisipan initial.
• Terdapat pola yang serasi antara jumlah piksel dari suatu capacity dan processing
time yang dibutuhkan (hubungan eksponensial).
• Wavelet domain memiliki processing time ½ kali lebih singkat dibandingkan spatial domain.
Gambar 11 Grafik processing time pada domain spasial. 0 20 40 60 80 100 120 in it ial co p yr ig h t in it ial co p yr ig h t in it ial co p yr ig h t
lena elaine baboon
embed time recover time
9 Gambar 12 Grafik processing time pada domain
wavelet.
b. Kualitas watermark (original dan hasil ekstraksi 1)
Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui kualitas watermark hasil ekstraksi 1 yang kemudian akan dibandingkan dengan
watermark aslinya (original).
Data kualitas watermark pada domain spasial dapat dilihat pada Tabel 3, sedangkan data kualitas watermark pada domain wavelet dapat dilihat pada Tabel 4. Dari kedua tabel tersebut dapat disimpulkan bahwa untuk
watermark initial, kualitas hasil ekstraksi 1 domain spasial dan domain wavelet adalah hampir sama dengan aslinya. Berbeda halnya dengan watermark copyright, domain wavelet jauh lebih unggul dibandingkan domain spasial karena hasil ekstraksi 1 domain wavelet memiiki kualitas watermark yang hampir sama dengan aslinya sedangkan hasil ekstraksi 1 domain spasial mengalami perubahan yang cukup signifikan.
Tabel 3 Data kualitas watermark pada domain spasial Nama citra Initial Copyright PSNR (dB) MSE PSNR (dB) MSE Lena 68.4650 0 26.9897 130.05 Elaine 68.4650 0 23.9794 260.1 Baboon 68.4650 0 30 65.025
Tabel 4 Data kualitas watermark pada domain wavelet Nama citra Initial Copyright PSNR (dB) MSE PSNR (dB) MSE Lena 68.4650 0 78.1308 0 Elaine 68.4650 0 78.1308 0 Baboon 68.4650 0 78.1308 0
c. Ukuran file watermark (original dan hasil ekstraksi 1)
Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui kuantitas watermark hasil ekstraksi 1 yang kemudian akan dibandingkan dengan
watermark aslinya (original).
Data ukuran file watermark pada domain spasial dapat dilihat pada Tabel 5, sedangkan data ukuran file watermark pada domain wavelet dapat dilihat pada Tabel 6. Dari kedua tabel tersebut dapat disimpulkan bahwa pada masing-masing domain terdapat gradasi atau perubahan ukuran file watermark yang cukup besar. Hal ini dikarenakan terdapat beberapa fitur tidak penting dari watermark yang dihilangkan ketika proses penyisipan berlangsung.
Tabel 5 Data ukuran file watermark pada domain spasial
Jenis
watermark
Ukuran filewatermark Original Hasil ekstraksi 1
initial 6.87 kb 280 bytes
copyright 8.26 kb 640 bytes
Tabel 6 Data ukuran file watermark pada domain wavelet
Jenis
watermark
Ukuran filewatermark Original Hasil ekstraksi 1
initial 6.87 kb 280 bytes
copyright 8.26 kb 632 bytes
d. Distorsi dan kualitas watermark (hasil ekstraksi 1 dan hasil ekstraksi 2)
Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh suatu distorsi terhadap kualitas
watermark hasil ekstraksi.
Data distorsi pada domain spasial dan domain wavelet dapat dilihat pada Lampiran 3. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa teknik
watermark CDMA pada domain spasial robust
terhadap gamma correction (gamma value 0.5, 0.7, 1.2, dan 1.5) saja. Teknik watermark
CDMA pada domain wavelet robust terhadap
JPEG compression (quality factor 100, 90, 75, dan 50) dan gamma correction (gamma value
0.5, 0.7, 1.2, dan 1.5). 0 10 20 30 40 50 60 in it ial co p yr ig h t in it ial co p yr ig h t in it ial co p yr ig h t
lena elaine baboon
embed time recover time
10