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Reversible watermarking scheme with watermark and signal robustness for audio
Alejandra Menendez-Ortiz
CLAUDIA FEREGRINO URIBE
JOSE JUAN GARCIA HERNANDEZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Optical singularities
Differential Geometry
Tunable spatial filtering in fields
Helmholtz equation
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.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
04-06-2017
Tesis de doctorado
Inglés
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Menéndez-Ortiz MA
INTELIGENCIA ARTIFICIAL
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Aparece en las colecciones: Doctorado en Ciencias Computacionales

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