Marcas de agua basadas en el estándar JPEG para la restauración de imágenes

Abstract

In this thesis the TDC1 and TDC2 algorithms are proposed; those algorithms embed a watermark in a digital image. That watermark allows verifying if the content of the image has been manipulated; if so, it allows the original content to be restored. Verifying the content in an image is important, especially if that image has legal implications. For example, consider the hypothetical case in which a digital image is presented as evidence in a trial and that image is also decisive for a person to be declared innocent or guilty. In this case, it is very important to confirm that the image has not been altered in any way. To do this, some watermark schemes allow to authenticate the image pixels and restore its original pixels’ content. Algorithms TDC1 and TDC2 make use of a compression algorithm based on the JPEG standard, to compress the image to be marked. They then generate a set of parity codes, from the result of the compression. The TDC1 algorithm stores the parity codes that were generated together with the result of the compression algorithm and a set of cryptographic hash values, as a watermark. The TDC2 algorithm stores only the parity codes and the cryptographic hash set are as a watermark, leaving aside the information of the result of the compression algorithm. The image with the embedded watermark is stored in a lossless format, such as: PNG, BMP and TIF, among others.

En esta tesis se proponen los algoritmos TDC1 y TDC2 para incrustar una marca de agua en una imagen digital, que permite verificar el contenido de la imagen y en caso de que éste haya sido manipulado, permite restaurar el contenido original. Verificar el contenido en una imagen es importante, sobre todo si dicha imagen tiene implicaciones legales. Por ejemplo, considere el caso hipotético en el que una imagen digital es presentada como evidencia en un juicio y que además dicha imagen, es determinante para que una persona sea declarada como inocente o culpable. En este caso, es muy importante confirmar que dicha imagen no haya sido alterada de ninguna manera. Para ello, algunos esquemas de marcas de agua permiten autenticar los píxeles en la imagen y que incluso van más allá, permitiendo restaurar los píxeles originales de la imagen. Los algoritmos TDC1 y TDC2 propuestos, hacen uso de un algoritmo de compresión basado en el estándar JPEG, para comprimir la imagen a marcar. Luego generan un conjunto de códigos de paridad, a partir del resultado de la compresión. En el caso del algoritmo TDC1, los códigos de paridad que se generaron, se almacenan junto con el resultado del algoritmo de compresión y un conjunto de hash criptográficos, como marca de agua en la imagen digital. Para el caso del algoritmo TDC2, sólo los códigos de paridad y el conjunto de hash criptográficos, se almacenan como marca de agua, dejando de lado la información del resultado del algoritmo de compresión. La imagen con la marca de agua incrustada, se almacena en un formato sin pérdida de información, como, por ejemplo: PNG, BMP y TIF, entre otros.