PENGIMPLEMENTASIAN METODE DIRECT SEQUENCE SPREAD SPECTRUM UNTUK AUDIO WATERMARKING Fernissa .F. (G64104050) Dosen Pembimbing : Shelvie Nidya Neyman S.Kom, M.Si Dr. Sugi Guritman
Outline Latar Belakang Penelitian Tujuan Penelitian Ruang lingkup penelitian Manfaat Penelitian Tinjauan pustaka Metode Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran Demo Program
Latar Belakang Penelitian Perkembangan teknologi dan dunia musik. Pemalsuan kepemilikan produk digital audio. Digital watermarking untuk perlindungan hak cipta digital. Metode DSSS sebagai teknik watermarking yang umum digunakan.
Tujuan Penelitian Mengimplementasikan teknik watermarking dengan metode direct sequence spread spectrum pada berkas audio dengan format WAV. Menganalisis perubahan kualitas pada berkas audio dengan parameter pengukuran yang ditentukan yaitu watermark amplitude (α). Menganalisis ketahanan metode DSSS terhadap beberapa jenis serangan.
Ruang Lingkup & Manfaat Penelitian Ruang lingkup penelitian ini dibatasi pada berkas audio berformat WAV, dengan berkas teks berformat txt sebagai pesan atau informasi yang akan disisipkan. Metode penyisipan yang digunakan yaitu direct sequence spread spectrum. Manfaatnya adalah untuk mengetahui kualitas, keamanan, dan ketahanan berkas audio setelah dilakukan watermarking dengan metode DSSS
Tinjauan Pustaka
Istilah – istilah watermarking (Kipper 2003) Watermarking merupakan teknik untuk menyisipkan informasi tertentu ke dalam data digital yang disebut watermark yang terdiri dari proses penyisipan dan deteksi Watermark merupakan informasi yang akan disisipkan ke dalam media lain yang akan dilindungi kepemilikannya Cover signal merupakan media yang berupa audio digital yang akan dilindungi kepemilikannya dengan pemberian label hak cipta. Watermarked audio merupakan hasil dari penyisipan informasi
Cont… Spread Spectrum merupakan sebuah teknik pentransmisian dengan menggunakan pseudo- noise code sebagai modulator bentuk gelombang untuk menyebarkan energi sinyal dalam sebuah jalur komunikasi. FFT (Fast Fourier transform) merupakan teknik transformasi sinyal ke domain frekuensi. PSNR (Peak signal to noise ratio) merupakan rasio antara kekuatan kemungkinan maksimum dari sebuah sinyal dan kekuatan pengkorupsian noise
Direct sequence spread spectrum Teknik penyisipan watermark yang memodulasi sinyal audio asli dengan rangkaian biner yang dimultiplikasi dengan watermark amplitude sebagai scaling factor. (Bender et al 1996)
Metode Penelitian
Spesifikasi software & Hardware Spesifikasi perangkat lunak sistem operasi Windows XP Professional bahasa pemrograman MATLAB 7.0.1 Spesifikasi perangkat keras prosesor Intel Pentium Dual-core T2330 @ 1.60GHz, memory DDR2 dengan kapasitas 1526MB, harddisk dengan kapasitas 80 GB, dan monitor 14” WIDE XGA.
Penyiapan berkas data Berkas Audio Berkas Pesan Jenis Speech Instrumental Instrumen-mix Full song Ukuran 651 KB 387 KB 1.32 MB 1.29 MB Berkas Pesan Nama Message1.txt Message2.txt Ukuran 4096 bytes
Penyisipan dengan DSSS Segmentasi Audio Input Transformasi ke domain frekuensi dengan FFT Penambahan blok FFT dengan carrier signal watermark hasil scaling Transformasi ke domain waktu dengan IFFT
Deteksi DSSS Segmentasi Audio Input Transformasi ke domain frekuensi dengan FFT Kalkulasi nilai carrier signal watermark Pengkonversian rangkaian biner pesan
Analisis penggunaan parameter alpha Penggunaan alpha atau watermark amplitude yang bervariasi dari 0 - 1 Pengkalkulasian nilai PSNR dari watermarked audio yang dibandingkan dengan audio asli Pemilihan alpha optimum Survey dengan kuesioner pada 30 responden untuk penilaian watermarked audio dengan alpha optimum Pembandingan histogram watermarked audio dengan audio asli dengan alpha optimum
Analisis Ketahanan Resampling Pengkonversian sample rate watermarked audio menjadi 16000 dan 48000 Hz Add Noise Penambahan derau di domain waktu dan frekuensi Cropping Pemotongan ½ bagian awal dan ½ bagian akhir watermarked audio Time stretching Pengubahan speed dengan phase vocoder Watermark DSSS Penyisipan kembali dengan informasi yang bervariasi dengan metode DSSS
Hasil dan pembahasan
Hasil Analisis penggunaan parameter alpha Tabel nilai PSNR Jenis NILAI PSNR (dB) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Speech 55.8003 49.7797 46.2588 43.7598 41.8214 40.2377 38.8987 37.7392 36.7595 Instrumental 49.2991 43.2785 39.7575 37.2585 35.3202 33.7365 32.3975 31.2379 30.2192 Instrument-mix 59.1634 53.1428 49.6219 47.1229 45.1846 43.6009 42.264 41.1925 40.3362 Full song 59.1124 53.0918 49.5709 47.0719 45.1528 43.6231 42.3864 41.4551 40.7126 Nilai PSNR untuk alpha optimum (maksimum namun imperceptible) Semakin tinggi nilai alpha atau watermark amplitude kualitas audio semakin rendah, metode DSSS cukup baik karena nilai PSNR rata- rata di atas 30 dB (Pelton 1993)
Hasil Analisis penggunaan parameter alpha (Cont..) Sedikit responden yang menyadari adanya derau, oleh karena itu, watermarked audio dinilai cukup aman jika dilakukan perbandingan secara HAS(Human auditory system).
Hasil Analisis penggunaan parameter alpha (Cont..) histogram berkas audio dan watermarked audio untuk instrumental-mix
Hasil Analisis penggunaan parameter alpha (Cont..) Dari semua histogram, dapat dilihat bahwa derau akibat penyisipan watermark tidak terlalu nyata terlihat. Oleh karena itu, watermarked audio dengan alpha optimum dinilai aman dari pendeteksian secara visual pada histogram karena tidak menimbulkan kecurigaan yang berarti.
Hasil Analisis Ketahanan Jenis Serangan Berhasil Tidak berhasil Resampling 16000 Hz Resampling 48000 Hz Add Noise di domain waktu Add noise di domain frekuensi Cropping ½ bagian awal Cropping ½ bagian akhir Time Stretching Watermark DSSS pesan sama Watermark DSSS pesan berbeda
Kesimpulan Metode DSSS dapat digunakan untuk menyisipkan sebuah watermark yang berupa berkas teks ke dalam berkas audio yang berformat WAV. Kualitas watermarked audio dengan metode DSSS cukup baik karena PSNR rata - rata di atas 30 dB. Keamanan metode DSSS cukup terjamin. Metode DSSS tahan terhadap operasi resampling, penambahan derau, dan watermark DSSS dengan pesan yang sama Metode DSSS tidak tahan terhadap operasi cropping, time stretching, dan watermark DSSS dengan pesan yang berbeda
Saran Pengujian ketahananan metode DSSS dengan jenis serangan berbasis audio lainnya. Pembandingan metode DSSS dengan metode audio watermarking lainnya. Pengembangan metode DSSS untuk audio watermarking dengan menggunakan watermark key dan menghilangkan penggunaan audio asli dan pesan asli saat deteksi
Thank YoU… Its Time 4 DeMonstraTion!!