METODE PENELITIAN

Watermark asli

Penelitian ini mencoba menerapkan metode

watermark untuk penyisipan initial dan label hak cipta (copyright) pada citra digital. Metode yang digunakan adalah Code Division Multiple Access (CDMA) dan akan bekerja dalam domain spasial dan domain wavelet suatu citra digital. Tahapan yang lebih detail dapat dilihat pada Gambar 5. mulai Cover image Praproses Penyisipan watermark ^Watermark Watermark key Watermarked image Uji ketahanan (uji distorsi) Image after distortion Ekstraksi watermark 2 ^Watermark Watermark key Watermark’’ selesai Ekstraksi watermark 1 Watermark’ Analisis Tahap 2 Gain factor Analisis Tahap 1

4 dapat mempengaruhi kemurnian representasi

aslinya

Hubungan antara nilai PSNR dan distorsi yang terjadi adalah berbanding terbalik. Dengan demikian nilai PSNR yang rendah menunjukkan bahwa citra telah mengalami distorsi yang cukup besar. Hal ini berlaku pula sebaliknya. Nilai PSNR dapat dihitung dengan Persamaan 1.

, …(1) Dengan nilai MSE dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.

…(2) Keterangan dari variabel-variabel pada Persamaan 1 dan 2 di atas adalah sebagai berikut :

• MAXp = nilai piksel maksimum pada citra p

• MSE = Mean Squared Error, yang menunjukkan rata-rata noise yang terjadi antara citra p dan citra q

• m dan n = jumlah baris dan kolom dari citra p

Uji Ketahanan Teknik

Uji ketahanan ini dilakukan untuk mengetahui tingkat robustness dari suatu teknik terhadap serangan-serangan tertentu. Serangan-serangan disini terdiri atas unintentional attack

dan intentional attack (malicious attack).

Unintentional attack adalah distorsi yang terjadi selama masa penggunaan normal sedangkan

intentional attack adalah usaha yang disengaja untuk melumpuhkan atau menghilangkan

watermark (Munir 2004). Contoh serangan

unintentional adalah cropping, resizing, contrast enhancement, dan lain-lain. Pada

intentional attack, penyerang diasumsikan mengetahui algoritme watermarking.

Menurut Petitcolas (2000) tingkat robustness

dapat dinilai dengan mengukur kemungkinan deteksi suatu watermark dan bit error rate

untuk setiap set kriteria. Tabel 1 adalah contoh profil evaluasi suatu skema watermark. Level – level pada skema ini dimulai dari tingkat

robustness yang rendah hingga tingkat

robustness yang tinggi (terbukti robustness).

Tabel 1 Contoh profil evaluasi skema

watermark (sumber : Petitcolas 2000)

Level zero

Low level Moderate

Standard JPEG compression quality ^100-90 ^100-75 ^100-50 Color reduction (GIF) 256 256 16 Cropping 100-90% 100-75% 100-50% Gamma correction 0.7-1.2 0.5-1.5 Scaling 1/2-3/2 1/3-2

Rotation ± 0-2deg ±0-5,90deg

Horizontal flip √ √ Uniform noise 1-5% 1-15% Contrast ± 0-10% ± 0-25% Brightness ± 0-10% ± 0-25% Median filter 3x3 METODE PENELITIAN

Penelitian ini mencoba menerapkan metode

5 Pengumpulan Data

Proses pengumpulan data dilakukan dengan cara pengambilan 3 (tiga) citra digital dari internet yang akan dijadikan sebagai cover image. Keseluruhnya merupakan citra yang umum digunakan dalam proses pengolahan citra. Untuk citra watermark baik berupa initial

dan copyright dibuat langsung dengan aplikasi Adobe Photoshop. Seluruh citra tersebut tersimpan dalam format TIFF dengan tipe citra

grayscale dan dapat dilihat pada Lampiran 1. Praproses

Tahap awal praproses yaitu mengubah ukuran citra cover menjadi 512x512 piksel (resizing). Kemudian citra yang diperoleh diubah ke tipe

grayscale dan disimpan dalam format TIFF. Praproses ini menggunakan aplikasi Adobe Photoshop 7.

Penyisipan Watermark

a. Proses Penyisipan Watermark pada Domain Spasial

Langkah awal yang dilakukan pada proses ini adalah penyiapan cover image, watermark,

watermark key, dan gain factor. Kemudian

watermark diubah dari bentuk citra 2 (dua) dimensi menjadi bentuk vektor, dengan keseluruhan nilai diinisiasikan dengan format

fixed point. Fixed point ini diperoleh dengan membagi seluruh nilai dengan 256 kemudian dilakukan pembulatan sehingga menghasilkan 0 atau 1. Selanjutnya dilakukan proses reset pada generator Pseudo-Noise (PN) menjadi

watermark key state. Setelah itu PN sequence

dapat diperoleh dengan proses generate. Proses selanjutnya adalah penyisipan PN sequence

W(x,y) dengan gain factor k pada cover image

I(x,y) sehingga menghasilkan watermarked image Iw(x,y). Proses penyisipan ini dapat dilihat pada Persamaan 3.

…(3) Tahapan penyisipan yang lebih detail dapat dilihat pada Gambar 6.

b. Proses Penyisipan Watermark pada Domain Wavelet

Tahap-tahap yang dilakukan pada proses ini hampir serupa dengan proses penyisipan pada domain spasial. Proses penyisipan diawali dengan transformasi cover image menjadi 4 (empat) koefisien Discrete Wavelet Transform 2D (DWT 2D). Langkah selanjutnya penyisipan PN sequence xi dengan gain factor k ke dalam koefisien citra hasil transformasi wi. Proses penyisipan ini dapat dilihat pada Persamaan 4.

…(4) Untuk proses penyederhanaan digunakan rumusan sesuai coding Shoemaker (2002) sebagai berikut :

…(5) Proses ini diakhiri dengan proses Invers Discrete Wavelet Transform 2D (IDWT 2D) terhadap koefisien citra yang telah disisipkan IWu,v sehingga diperoleh watermarked image. Tahapan penyisipan yang lebih detail dapat dilihat pada Gambar 7.

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 Gain factor

Gambar 6 Tahapan penyisipan dan pengekstraksian watermark (domain spasial). Uji Ketahanan (Uji Distorsi)

Tahapan ini dilakukan dengan menguji citra hasil penyisipan initial (watermarked image) dengan dengan beberapa distorsi yang telah ditentukan, yaitu JPEG compression, gamma correction, scalling, rotation, horizontal flip, gaussian noise, dan median filter. Setelah mendapatkan citra hasil distorsi (image after distortion) selanjutnya dilakukan proses ekstraksi untuk mendapatkan kembali

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

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.

Dalam dokumen Comparison of CDMA Watermark Techniques in Spatial Domain and Wavelet Domain on Digital Images (Halaman 41-44)