IMPLEMENTASI DIGITAL WATERMARKING PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN METODE DISCRETE HARTLEY TRANSFORM (DHT)

Transkripsi

1 IMPLEMENTASI DIGITAL WATERMARKING PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN METODE DISCRETE HARTLEY TRANSFORM (DHT) Yuri Arianto 1, Kadek Suarjuna Batubulan 2, Arthur Ahmad Fauzi 3 1,2,3 Program Studi Teknik Informatika, Jurusan Teknologi Informasi, Politeknik Negeri Malang 1 yuri@polinema.ac.id, kadeksuarjuna87@gmail.com 2, arthur.ahmad.fauzi@gmail.com 3 Abstrak Penggunaan media internet sebagai sarana utama dalam pertukaran informasi sudah menjadi sangat umum di zaman modern ini misalnya pertukaran citra. Penggunaan media internet mempunyai kemungkinan-kemungkinan yang dapat mengancam keamanan citra. Untuk mengatasi masalah ini, digunakan Digital Watermarking untuk mengamankan citra yang akan dikirim melalui internet. Metode yang digunakan untuk implementasi watermarking yaitu metode Discrete Hartley Transform yang bertindak sebagai transformator, di mana gambar penampung akan dipecah menjadi sub-blok 8x8, ditransformasi ke domain frekuensi, setiap blok akan disisipi informasi keamanan dalam bentuk citra Watermark. Format gambar yang digunakan pada penelitian ini adalah.png dan.bmp, dan pesan yang akan disisipkan adalah gambar 2bit (hitam dan putih) berformat.png. Pengujian dilakukan dengan cara melakukan penyisipan watermark ke dalam gambar yang ditransformasi dan dibandingkan dengan gambar asli yang belum disisipi. Pengujian dilakukan dengan menggunakan 5 sampel citra penampung dengan format citra.png dan.bmp dan satu citra watermark dengan format.png. proses pengujian menggunakan perhitungan Number of Pixel Change Rate (NPCR) dan Unified Averaged Changed Intensity (UACI). Setelah dilakukan perhitungan menggunakan 2 perhitungan di atas didapatkan hasil terbesar sebesar 2,28% untuk NPCR dan 0,17% untuk UACI. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa penggunaan metode Discrete Hartley Transform untuk teknik watermarking tidak menghasilkan noise yang kasat mata. Kata Kunci : Digital Watermarking, Discrete Hartley Transform, NPCR, UACI

2 1. Latar Belakang Penggunaan media internet sebagai sarana utama dalam pertukaran informasi sudah menjadi sangat umum di zaman modern ini, mulai dari pertukaran dokumen dan pertukaran media citra digital atau foto,video,teks dan suara. Tujuan dari pertukaran tersebut juga berbeda sesuai tujuan, adapun pertukaran media yang bersifat pribadi dan yang bersifat bisnis. Dimana pertukaran informasi yang bersifat bisnis ini biasanya merupakan informasi yang harus dilindungi atau hanya ditujukan kepada suatu pihak, sedangkan penggunaan media internet mempunyai kemungkinan-kemungkinan yang dapat mengancam keamanan data seperti pencurian informasi, plagiasi dan penyadapan dari pihak pesaing, dan banyak pelaku bisnis yang belum menyadari kemungkinan-kemungkinan ini. Pelaku bisnis yang dimaksud berada pada bidang Fotografi. Fotografi merupakang sebuah bidang keahlian yang menggunakan Kamera sebagai alat profesi, produk yang dihasilkan dari bidang keahlian ini berupa citra, citra digital maupun citra analog, karena bersifat sebagai produk, citra digital rentan terhadap pencurian, plagiasi dan perusakan dari pihak pesaing. Sehingga dibutuhkan suatu keamanan yang dapat memberikan suatu lapisan bagi citra sehingga citra tidak dapat dicuri, di plagiasi, bahkan tidak menarik perhatian calon pencuri atau perusak data bahwa terdapat lapisan keamanan didalam citra yang bersangkutan, lapisan keamanan yang dimaksud adalah Digital Watermarking. Digital Watermarking merupakan suatu cara menyisipkan atau menanamkan data atau informasi ke dalam suatu citra yang bersangkutan,terdapat dua teknik dalam digital watermarking, yaitu visible atau invisible. Visible Digital Watermarking merupakan teknik penyisipan informasi yang kasat mata, sedangkan untuk Invisible digital watermarking penyisipan informasi ini tidak dapat diketahui atau dirasakan oleh indera manusia. Penggunaan Invisible Digital Watermarking untuk melindungi citra akan memenuhi kebutuhan keamanan bagi media yang akan melalui jaringan internet. Adapun teknik penyisipan watermark yaitu melalui Spatial Domain atau Frequency Domain, dimana penyisipan pada Frequency Domain lebih aman dari serangan. Dari permasalahan tersebut, perlu dibuat sebuah aplikasi yang dapat mengaplikasikan perlindungan citra digital atau foto menggunakan Digital Watermark. Banyak metode yang dapat digunakan dalam pengaplikasian Digital Watermarking diantaranya Discrete Cosine Transform, Discrete Wavelet Transform, Least Significant Bit, Most Significant Bit, Discrete Hartley Transform. Pada penelitian ini, metode Discrete Hartley Transform akan digunakan sebagai teknik pemetaan penyisipan Digital Watermark. 2. Tinjauan Pustaka 2.1. Digital Watermarking Digital Watermarking adalah tindakan menyembunyikan sebuah pesan atau watermark ke sebuah data. Penyisipan data watermark akan berada pada sinyal data yang dituju, sehingga manipulasi file yang telah disisipi pesan tidak akan hilang apabila terjadi perubahan pada data asli. Teknik penyisipan watermark secara prinsip ada dua, yaitu visible atau invisible, visible watermark biasanya berisi pesan atau logo perusahaan yang tampak oleh indra pengelihatan manusia untuk menunjukkan kepemilikan dari data, sedangkan untuk invisible watermark pesan yang disisipkan tidak dapat dirasakan, hanya algoritma khusus saja yang bisa mendeteksi dan mengambil pesan yang tersimpan dalam data. Watermarking mempunyai dua langkah yaitu, embedding dan extraction. Embedding adalah langkah penyisipan data watermark menggunakan sebuah algoritma yang ditentukan sesuai kebutuhan, sedangkan extraction adalah proses pengambilan data watermark yang berada dalam data asli, tetapi sebelum dapat melakukan proses extraction diperlukan proses watermark detection Citra Digital Citra digital adalah gambar dua dimensi yang bisa ditampilkan pada layar komputer sebagai himpunan/ diskrit nilai digital yang disebut pixel. Dalam tinjauan matematis, citra merupakan fungsi kontinu dari intensitas cahaya pada bidang dua dimensi. Citra digital adalah citra f(x,y) dimana dilakukan diskritisasi koordinat sampling/ spasial dan diskritisasi tingkat kwantisasi (kabuan/ kecemerlangannya). Citra digital merupakan fungsi intensitas cahaya f(x,y), dimana nilai x dan nilai y adalah koordinat spasial. Nilai fungsi tersebut di setiap titik (x,y) merupakan tingkat kecemerlangan citra pada titik tersebut. Citra digital merupakan suatu matriks dimana indeks baris dan kolomnya menyatakan suatu titik pada citra tersebut dan elemen matriksnya menyatakan tingkat keabuan pada titik tersebut. Format citra digital yaitu matriks yang berukuran N(baris) x M(kolom) Discrete Hartley Transform Transformasi Hartley ditemukan oleh Ralph Hartley, memiliki bentuk seperti transformasi Fourier namun tanpa bilangan komplek (tanpa bagian imajiner).a Salah satu keuntungan dari transformasi Hartley adalah transformasi maju dan transformasi balik mempunyai operasi yang sama. Transformasi Hartley Diskrit (Discrete Hartley Transform) sering disingkat dengan DHT, untuk citra 2 dimensi f(x,y) dapat didefiniskan sebagai. 2

3 H(u, v) = 1 N 1 M 1 2π f(x, y) (cas ( MN y=0 (ux + vy))) x=0 (1) MN Dan untuk Invers DHT adalah. N 1 M 1 f(x, y) = H(u, v) (cas ( 2π (ux + vy))) MN x=0 y=0 (2) MN Dimana cas = cos + sin. Bila M dan N pada persamaan di atas bernilai sama maka bagian MN akan menjadi N. 3. Metodologi Penelitian Pada bagian ini akan dijelaskan cara kerja dari penyisipan dan proses ekstraksi watermark. Gambar 1 Proses Watermarking 3.1 Penyisipan Gambar Berikut adalah penjelasan dari alur ekstraksi,input Citra yang telah disisipi watermark.transformasi Citra menggunakan DHT.Deteksi watermark dengan cara membagi gambar menjadi subblok ber ukuran 8x8, kemudian pada koordinat (0,7) akan diambil nilainya dan tampung pada gambar kosong yang nantinya akan dibentuk watermark dari hasil ekstraksi. 3

4 Gambar 2. Alur Penyisipan 3.2. Ekstraksi Watermark Gambar 3. Alur Ekstraksi Input citra yang telah disisipi watermark. Transformasi Citra menggunakan DHT. Deteksi watermark dengan cara membagi gambar menjadi subblok ber ukuran 8x8, kemudian pada koordinat (0,7) akan diambil nilainya berdasarkan dari watermark yang digunakan dan tampung pada gambar kosong yang nantinya akan dibentuk watermark dari hasil ekstraksi Konversi Teks menjadi Gambar(Watermark) Gambar 4. Alur Konversi Proses konversi ini dilakukan untuk membuat watermark yang akan disisipkan. Dimana inputan yang berupa teks akan diubah menjadi gambar dengan format JPEG. 4. Pembahasan Penggunaan metode Discrete Hartley Transform pada proses watermarking ini adalah sebagai proses transformasi, dimana gambar penampung diubah frekwensi menggunakan metode Discrete Hartley Transform, kemudian dilakukan penyisipan dengan cara membagi gambar penampung menjadi 8x8 blok, setelah penyisipan dilakukan, gambar penampung yang tertransformasi dilakukan invers transformasi, sehingga menghasilkan gambar penampung yang telah disisipi watermark. 4

5 5. Implementasi 1. Halaman Konversi watermark Gambar 5. Halaman Konversi watermark 2. Halaman Penyisipan Gambar 6. Halaman Penyisipan 3. Halaman Ekstraksi Gambar 7. Halaman Ekstraksi 4. Halaman Pembanding Gambar 8. Halaman Pembanding 5. Pengujian Pengujian terhadap kualitas citra digital yang telah disisipi watermark menggunakan dua pengujian yaitu, Number of Pixel Change Rate (NPCR) dan Unified Average Changing Intensity(UACI) dengan masing-masing rumus sebagai berikut. 5

6 with D(i, j) = 0 if Io(i, j) = Ienc(i, j), 1 M NPCR = i=1 j=1 D(i,j) N M x N x 100% (3) M N UACI = [ Io(i,j) Ienc(i,j) i=1 j=1 ] x 100% 255 M x N (4) 1. Dengan hasil pengujian NPCR sebagai berikut. No Citra Tersisipi NPCR Visual 0,61% Tidak Noise terlihat 2. 0,71% Tidak Noise terlihat 3. 0,47% Tidak terlihat Noise 6. Kesimpulan 1. Penggunaan metode Discrete Hartley Transform untuk Watermarking cocok digunakan untuk penyisipan dengan syarat x=0 atau y=0 sebagai media sisip. 2. Penggunaan koordinat 0,0 pada subblok berukuran 8x8 dapat menghasilkan perubahan yang sangat kecil dan tidak menimbulkan perubahan yang kasat mata. Hal ini dapat dibuktikan dengan merujuk pada pengujian tabel Penyisipan watermark dengan menggunakan metode DHT dengan subblok 8x8 memiliki nilai NPCR yang rendah dan perbedaan dari citra tidak tampak oleh kasat mata. 4. Semakin besar citra penampung, semakin besar kapasitas penyimpanan yang tersedia. 5. Apabila pixel watermark lebih besar dari jumlah subblok penampung, penyisipan akan tetap berjalan, tetapi watermark yang direkonstruksi saat proses ektraksi akan rusak. Daftar Pustaka [1] Putra, Darma, Penggolahan Citra Digital. Yogyakarta : Andi Ofset, [2] Pressman, S.R, Rekayasa Perangkat Lunak. Yogyakarta : Andi Ofset, [3] Watson B, Andrew and Poirson, Allen. Separable two-dimensional Discrete Hartley Transform, Volume 3. California : [4] R.N. Bracewell, The Discrete Hartley Transform, J. Opt. Soc. Amer., vol.73, pp ,dec., [5] Yue Wu, NPCR and UACI Randomness Tests for Image Encryption, IEEE. [6] Pradan, Manish APPLICATION for DIGITAL SIGNALS, Llumina Press, [7] Young, Ian. Gerbrands, Jan. And Vliet, Lucas, Fundamentals of Image Processing, Delft University of Technology, [8] Ullmann. Ronald F. An Algorithm for the Fast Hartley Transform. [9] Irfan, Pahrul, APLIKASI ENKRIPSI CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN ALGORITMA KRIPTOGRAFI ARNOLD CAT MAP dan LOGISTIC MAP, November,