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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2150| Image Authentication Scheme with Tamper Localization using Reversible Watermarking | |
| Carlos Alejandro Peñuelas Angulo | |
| CLAUDIA FEREGRINO URIBE RENE ARMANDO CUMPLIDO PARRA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Reversible Image Authentication Digital Watermarking Tamper Localization Block-wise embedding Prediction Errors Histogram Shifting | |
| Reversible image authentication (RIA) schemes are systems based on reversible watermarking that provide several advantages compared to digital signatures for image authentication, such as the integration of the cover signal and the authentication information into a single signal and the possibility of tamper localization badopting a block-wise embedding strategy. However, existing RIA schemes deal with problems such as a high number of unembeddable blocks (i.e., blocks that can not be embedded using a particular watermarking algorithm), the resolution of tamper localization or the granularity of detection, and the accuracy of tamper detection for different attacks. Thus, in order to mitigate these issues, in this work, a RIA scheme with high resolution tamper localization capabilities and high detection accuracy is proposed. To achieve this, a reversible watermarking method called Prediction Error Histogram Shifting - Selective Multi-Level (PEHS-SML) is also proposed which can produce a higher number of embeddable blocks and less distortion of an image compared to existing techniques. Also, an adaptive flag array generation method is proposed to deal with underflow/overflow problems, which produces smaller flag arrays than those obtained with the conventional method. Experimental results show that, in the absence of an attack to a watermarked image, the proposed scheme can authenticate the image and recover its original version without distortion, conversely, in case the image has been attacked, the modified blocks can be effectively detected and the tampered region located. In addition, compared to a state-of-the-art scheme, the proposed scheme is more effective in terms of block-wise tamper detection for the splicing attack, and block-wise and pixel-wise detection for the copy-move attack. Los esquemas de autenticación reversible de imágenes (RIA por sus siglas en inglés) son sistemas basados en marcas de agua reversibles que proveen el servicio de autenticación de imágenes y presentan diversas ventajas comparados al uso de firmas digitales como la unificación de la señal original y la información de autenticación en una misma señal y la posibilidad de localización de manipulaciones al utilizar una estrategia de inserción por bloques. Sin embargo, los esquemas de RIA existentes presentan problemas como la existencia de un alto número de bloques no marcados por el uso de un algoritmo particular de marcas de agua, la resolución de localización de manipulaciones y la exactitud de detección de manipulaciones luego de distintos ataques. Por ello, con el propósito de mitigar estos problemas, en este trabajo, se propone un esquema de RIA que puede usarse para la autenticación de imágenes y localización de manipulaciones con alta resolución y exactitud de detección. Para lograr esto, se propuso también un método de marcas de agua reversible llamado Deslizamiento de Histograma de Errores de Predicción - Multi-Nivel Selectivo (PEHS-SML por sus siglas en inglés) que permite producir un mayor número de bloques marcados y menor distorsión en una imagen comparado con técnicas existentes. Además, se propone un método de generación de arreglo de banderas para evitar el problema de desbordamiento que produce arreglos de banderas de menor tamaño que los obtenidos con el método convencional. Los resultados experimentales muestran que, en ausencia de un ataque en la imagen marcada, el esquema propuesto puede autenticarla y recuperar su versión original sin distorsión y, si la imagen ha sido atacada, los bloques modificados pueden ser detectados de manera efectiva y las regiones alteradas son localizadas. Además, comparado con otro esquema del estado del arte, el sistema propuesto lo supera en términos de detección de manipulaciones por bloques en caso de un ataque de splicing y en términos de detección por bloques y detección por pixeles en caso de un ataque de copy-move. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2020-08 | |
| Tesis de maestría | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Peñuelas Angulo, Carlos Alejandro., (2020), Image Authentication Scheme with Tamper Localization using Reversible Watermarking, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| INTELIGENCIA ARTIFICIAL | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Ciencias Computacionales |
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| Tesis_MCC_CarlosAlejandroPeñuelasAngulo_Sep2020.pdf | 8.81 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |