Estágio realizado na Fraunhofer SIT - e orientado pelo Dr. Huajian Liu e pelo Dr. Marcel Schäfer / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Recentemente, sistemas de inserção de marca d'água digital foram propostos devido à necessidade de proteção da informação digital contra reprodução e distribuição. Este trabalho apresenta o algoritmo de Lie e Chang para inserir uma marca d'água em um sinal de áudio, ambos digitais, e propõe duas variações para este algoritmo. O esquema original é baseado nas alterações das amplitudes de duas seções de um grupo de amostras (Group of Samples - GoS) que contém três seções. Para embutir um bit em um GoS existem regras que são baseadas na média das amplitudes absolutas. Dependendo do bit que se deseja embutir as amplitudes das amostras de duas seções são modificadas. Após a inserção as amostras são submetidas ao teste do modelo psicoacústico para obedecer a um critério de qualidade que estabelece que 85% do sinal erro entre o sinal original e o sinal marcado deve estar abaixo de um limiar de audição no silêncio. Isto garante a imperceptibilidade da marca d'água ao ouvido humano. A primeira variação proposta para o algoritmo de Lie e Chang modifica as amplitudes das amostras ao alterar as três seções do GoS. Isto reduz a distorção introduzida pelo processo de marcação. O outro método propõe a substituição do limiar no silêncio no modelo psicoacústico pelo limiar com mascaramento. Esta proposta aumenta a robustez do sistema. Todos os métodos são testados em um conjunto com 3 músicas de estilos diferentes. O processo de extração consegue recuperar os bits da marca d'água sem erro. Os resultados mostram uma melhora no erro médio quadrático para a primeira proposta, para a segunda variação, por sua vez, observa-se uma melhora no limiar de proteção contra ataques.

Orientador: Alexandre César Rodrigues da Silva / Resumo: Com a crescente evolução dos equipamentos eletrônicos, muitos dados digitais têm sido produzidos, copiados e distribuídos com facilidade, gerando uma grande preocupação com a sua segurança. Dentre as várias técnicas usadas para proteger os dados digitais, tem-se as técnicas de inserção e extração de marca d'água em imagens digitais. Uma marca d'água pode ser qualquer informação como, por exemplo, um código, um logotipo, ou uma sequência aleatória de letras e números, que vise garantir a autenticidade e a proteção dos direitos autoriais dos dados. Neste trabalho, estudou-se sobre as técnicas existentes de inserção e extração de marca d'água digital, abordando desde seu conceito até o desenvolvimento de algoritmos de inserção e extração de marca d'água em imagens digitais. Desenvolveu-se um método para aumentar a robustez de técnicas de marca d' água digital pela decomposição da imagem em duas partes: estrutural (áreas homogêneas) e de detalhes (áreas com ruídos, texturas e bordas). Contudo, a marca d'água é inserida na parte de detalhes por se tratar de áreas menos afetadas por operações de processamento digital de imagens. Os resultados mostraram que o método proposto aumentou a robustez das técnicas da marca d'água testadas. Baseado nos resultados obtidos, desenvolveu-se uma nova técnica de marca d'água digital, utilizando a transformada discreta de wavelets, a decomposição de imagens e a transformada discreta do cosseno. / Abstract: With the increasing evolution of technological equipment, many digital data have been easily produced, copied and distributed by generating a great concern for their security. Among the various techniques used to protect the digital data, there are techniques for inserting and extracting a watermark into digital images. A watermark can be any information, such as a code, a logo, or a random sequence of letters and numbers, aiming to ensure the authenticity and copyright protection. In this work are studied, existing insertion and extraction techniques in digital watermarking, by covering from its concept to the development of watermark insertion and extraction algorithms, in digital images. A method was developed to increase the robustness of digital watermarking techniques by decomposing the image into two parts: structural (homogeneous areas) and details (areas with noises, textures and edges). However, the watermark is inserted in the detail area due to be less affected areas by digital image processing. The results showed that the proposed method increased the robustness of the tested watermarking techniques. Based on the results obtained, we developed a new digital watermark technique using discrete wavelet transform, image decomposition and discrete cosine transform. / Doutor

Submitted by Ivan Oliveira Lopes (io.lopes@ifsp.edu.br) on 2018-09-22T02:34:15Z No. of bitstreams: 1 MARDI_Marca dagua Robusta via Decomposicao de Imagens.pdf: 69551246 bytes, checksum: 895274cb196d7f5075a7bf92bba60e9f (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-09-25T19:59:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lopes_io_dr_ilha.pdf: 69617454 bytes, checksum: 7a93538756770bc0935aa4b85b95f4b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T19:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lopes_io_dr_ilha.pdf: 69617454 bytes, checksum: 7a93538756770bc0935aa4b85b95f4b7 (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 / Com a crescente evolução dos equipamentos eletrônicos, muitos dados digitais têm sido produzidos, copiados e distribuídos com facilidade, gerando uma grande preocupação com a sua segurança. Dentre as várias técnicas usadas para proteger os dados digitais, tem-se as técnicas de inserção e extração de marca d'água em imagens digitais. Uma marca d'água pode ser qualquer informação como, por exemplo, um código, um logotipo, ou uma sequência aleatória de letras e números, que vise garantir a autenticidade e a proteção dos direitos autoriais dos dados. Neste trabalho, estudou-se sobre as técnicas existentes de inserção e extração de marca d'água digital, abordando desde seu conceito até o desenvolvimento de algoritmos de inserção e extração de marca d'água em imagens digitais. Desenvolveu-se um método para aumentar a robustez de técnicas de marca d' água digital pela decomposição da imagem em duas partes: estrutural (áreas homogêneas) e de detalhes (áreas com ruídos, texturas e bordas). Contudo, a marca d'água é inserida na parte de detalhes por se tratar de áreas menos afetadas por operações de processamento digital de imagens. Os resultados mostraram que o método proposto aumentou a robustez das técnicas da marca d'água testadas. Baseado nos resultados obtidos, desenvolveu-se uma nova técnica de marca d'água digital, utilizando a transformada discreta de wavelets, a decomposição de imagens e a transformada discreta do cosseno. / With the increasing evolution of technological equipment, many digital data have been easily produced, copied and distributed by generating a great concern for their security. Among the various techniques used to protect the digital data, there are techniques for inserting and extracting a watermark into digital images. A watermark can be any information, such as a code, a logo, or a random sequence of letters and numbers, aiming to ensure the authenticity and copyright protection. In this work are studied, existing insertion and extraction techniques in digital watermarking, by covering from its concept to the development of watermark insertion and extraction algorithms, in digital images. A method was developed to increase the robustness of digital watermarking techniques by decomposing the image into two parts: structural (homogeneous areas) and details (areas with noises, textures and edges). However, the watermark is inserted in the detail area due to be less affected areas by digital image processing. The results showed that the proposed method increased the robustness of the tested watermarking techniques. Based on the results obtained, we developed a new digital watermark technique using discrete wavelet transform, image decomposition and discrete cosine transform.