Título
Reversible watermarking scheme with watermark and signal robustness for audio
Autor
Alejandra Menendez-Ortiz
Colaborador
CLAUDIA FEREGRINO URIBE (Asesor de tesis)
JOSE JUAN GARCIA HERNANDEZ (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Optical singularities - (SINGULARIDADES ÓPTICAS) Differential Geometry - (GEOMETRÍA DIFERENCIAL) Tunable spatial filtering in fields - (FILTRADO ESPACIAL AJUSTABLE EN CAMPOS) Helmholtz equation - (ECUACIÓN DE HELMHOLTZ) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - (CTI) CIENCIAS TECNOLÓGICAS - (CTI) TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES - (CTI) INTELIGENCIA ARTIFICIAL - (CTI)
Resumen o descripción
In recent years, Internet use has increased the unauthorized distribution of multimedia
content and digital watermarking is a means to protect these contents from illegal
actions. However, conventional watermarking produces distortions to the watermarked
signals that cannot be counteracted, which are not acceptable for applications in the
medical or military field. Reversible watermarking schemes (RWS) allow to counteract
such distortions; although they are fragile, which means that any modification to the
watermarked signals will cause the loss of the embedded watermarks as well as the
original signal.
In this doctoral research, a reversible watermarking scheme with watermark and
signal robustness is proposed. It is a contribution to the state of the art because
there are no such schemes in the literature. A framework is proposed to address
this problem, that was validated through experimental results with images and audio
signals, and it is an abstract construction to solve the research problem. It was assumed
that since the framework proved to be effective for images, it could be followed in the
same way to propose a solution for audio signals.
The framework consists of two stages, namely a fragile reversible one and a selfrecovery
one. The fragile reversible stage allows the insertion of the watermark and
the self-recovery one inserts control information that allows the restoration after the
watermarked signals have been attacked with content replacement. To implement the
framework for audio signals, a reversible watermarking scheme and a self-recovery
scheme had to be proposed. The self-recovery scheme is a contribution to the state of
the art because, to the best of our knowledge, the scheme proposed is the first effort
for this type of media.
The reversible watermarking scheme for audio signals uses the auditory masking
properties of the signals to determine the frequencies where embedding of the watermark
will cause unnoticeable distortions. Moreover, the strategy from the reversible
watermarking scheme proposed was also included in the self-recovery scheme proposed,
and it allowed the insertion of the control information that was required for
perfect restoration of the signals after content replacement was applied. With perfect
restoration, the framework could be completed and tested for audio signals.
En años recientes, el uso de Internet ha incrementado la distribución no autorizada de
contenido multimedia y las marcas de agua digitales han sido utilizadas para proteger
estos contenidos de acciones ilegales. Sin embargo, los esquemas convencionales
producen distorsiones sobre las señales marcadas que no pueden ser contrarrestadas,
lo cual no es aceptable para aplicaciones en los campos médicos y militares. Los
esquemas de marcas de agua reversibles (RWS, por sus siglas en inglés) permiten
contrarestar estas distortiones, aunque son frágiles, lo que significa que cualquier
modificación a las señales marcadas causará la pérdida de las marcas insertadas así
como de las señales originales.
En esta investigación doctoral, se propone un esquema reversible de marcas de
agua con robustez de la marca y de la señal. Es una contribución al estado del arte
porque tales esquemas no existen en la literatura. Se propone un marco conceptual
para abordar el problema, éste fue validado a través de resultados experimentales con
imágenes y señales de audio, y éste es una abstracción para resolver el problema de
investigación. Se partió de la suposición que, dado que el marco conceptual demostró
ser efectivo para imágenes, éste podría utilizarse de la misma manera para una solución
en señales de audio.
El marco conceptual consiste en dos etapas, una frágil reversible y otra autorecuperable;
la etapa frágil reversible permite insertar la marca de agua y la etapa autorecuperable
inserta información de control que permite la restauración después que las
señales marcadas han sido atacadas con reemplazo de contenido. Para implementar el
marco para señales de audio, un esquema reversible de marcas agua y un esquema
auto-recuperable para señales de audio tuvieron que ser propuestos. El esquema
auto-recuperable es una contribución al estado del arte, dado que éste es el primer
esquema de este tipo para señales de audio.
El esquema reversible de marcas de agua para señales de audio utiliza las propiedades
de enmascaramiento auditivo para determinar las frecuencias donde la inserción de
la marca produce distorsiones que no son notorias. Aún más, la estrategia usada
por el esquema reversible de marcas de agua también fue incluida en el esquema
auto-recuperable propuesto, misma que permitió la inserción de la información de
control requerida para la restauración perfecta de las señales después que el ataque de
reemplazo de contenido.
Editor
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
Fecha de publicación
4 de junio de 2017
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Versión de la publicación
Versión aceptada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Inglés
Audiencia
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Sugerencia de citación
Menéndez-Ortiz MA
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional del INAOE
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