Blind Image Watermarking using Normalized STDM robust against Fixed Gain Attack

International audienceSpread Transform Dither Modulation (STDM), as an extension of Quantization Index Modulation (QIM) is a blind watermarking scheme that achieves high robustness against random noise and re-quantization attacks, with a limitation against the Fixed Gain Attack (FGA). In this paper, we improve the STDM watermarking scheme by making the quantization step size dependent on the watermarked content to resist the FGA attack. Simulations on real images show that our approach achieves strong robustness against the FGA attack, the Additive White Gaussian Noise (AWGN) attack, and the JPEG compression attack while preserving a higher level of transparency

Framework for privacy-aware content distribution in peer-to- peer networks with copyright protection

The use of peer-to-peer (P2P) networks for multimedia distribution has spread out globally in recent years. This mass popularity is primarily driven by the efficient distribution of content, also giving rise to piracy and copyright infringement as well as privacy concerns. An end user (buyer) of a P2P content distribution system does not want to reveal his/her identity during a transaction with a content owner (merchant), whereas the merchant does not want the buyer to further redistribute the content illegally. Therefore, there is a strong need for content distribution mechanisms over P2P networks that do not pose security and privacy threats to copyright holders and end users, respectively. However, the current systems being developed to provide copyright and privacy protection to merchants and end users employ cryptographic mechanisms, which incur high computational and communication costs, making these systems impractical for the distribution of big files, such as music albums or movies.El uso de soluciones de igual a igual (peer-to-peer, P2P) para la distribución multimedia se ha extendido mundialmente en los últimos años. La amplia popularidad de este paradigma se debe, principalmente, a la distribución eficiente de los contenidos, pero también da lugar a la piratería, a la violación del copyright y a problemas de privacidad. Un usuario final (comprador) de un sistema de distribución de contenidos P2P no quiere revelar su identidad durante una transacción con un propietario de contenidos (comerciante), mientras que el comerciante no quiere que el comprador pueda redistribuir ilegalmente el contenido más adelante. Por lo tanto, existe una fuerte necesidad de mecanismos de distribución de contenidos por medio de redes P2P que no supongan un riesgo de seguridad y privacidad a los titulares de derechos y los usuarios finales, respectivamente. Sin embargo, los sistemas actuales que se desarrollan con el propósito de proteger el copyright y la privacidad de los comerciantes y los usuarios finales emplean mecanismos de cifrado que implican unas cargas computacionales y de comunicaciones muy elevadas que convierten a estos sistemas en poco prácticos para distribuir archivos de gran tamaño, tales como álbumes de música o películas.L'ús de solucions d'igual a igual (peer-to-peer, P2P) per a la distribució multimèdia s'ha estès mundialment els darrers anys. L'àmplia popularitat d'aquest paradigma es deu, principalment, a la distribució eficient dels continguts, però també dóna lloc a la pirateria, a la violació del copyright i a problemes de privadesa. Un usuari final (comprador) d'un sistema de distribució de continguts P2P no vol revelar la seva identitat durant una transacció amb un propietari de continguts (comerciant), mentre que el comerciant no vol que el comprador pugui redistribuir il·legalment el contingut més endavant. Per tant, hi ha una gran necessitat de mecanismes de distribució de continguts per mitjà de xarxes P2P que no comportin un risc de seguretat i privadesa als titulars de drets i els usuaris finals, respectivament. Tanmateix, els sistemes actuals que es desenvolupen amb el propòsit de protegir el copyright i la privadesa dels comerciants i els usuaris finals fan servir mecanismes d'encriptació que impliquen unes càrregues computacionals i de comunicacions molt elevades que fan aquests sistemes poc pràctics per a distribuir arxius de grans dimensions, com ara àlbums de música o pel·lícules

A robust video watermarking using simulated block based spatial domain technique

A digital watermark embeds an imperceptible signal into data such as audio, video and images, for different purposes including authentication and tamper detection. Tamper detection techniques for video watermarking play a major role of forensic evidence in court. The existing techniques for concealing information in the multimedia host are mostly based on spatial domain rather than frequency domain. The spatial domain techniques are not as robust as frequency domain techniques. In order to improve the robustness of spatial domain, a watermark can be embedded several times repeatedly. In order for spatial domain techniques to be more efficient, more payload is needed to embed additional information. The additional information would include the redundant watermarks to ensure the achievable robustness and more metadata of pixels to ensure achievable efficiency to detect more attacks. All these required additional information will degrade the imperceptibility. This research focuses on video watermarking, particularly with respect to Audio Video Interleaved (AVI) form of video file format. The block-wise method is used to determine which block exactly altered. A high imperceptible and efficient tamper detection watermarking technique is proposed which embeds in first and second Least Significant Bits (LSB). The proposed technique divides the video stream to 2*2 nonoverlapping simulated blocks. Nine common attacks to video have been applied to the proposed technique. An imperceptible and efficient tamper detection technique with a novel method of video segmentation to comprise more pixels watermarked is proposed. Experimental results show the technique is able to detect the attacks with the average of Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) as 47.87dB. The results illustrate the proposed technique improves imperceptibility and efficiency of tamper detection

Digitale Wasserzeichenverfahren zur Überprüfung der Echtheit von Bildern

Die Dissertation liefert einen Beitrag zur Entwicklung von Wasserzeichensystemen zur manipulationssicheren Überprüfung der Echtheit von Bildern. In den Prozess einer JPEG2000-Bildkompression integriert wird ein an den Bildinhalt angepasstes Wasserzeichen nicht-wahrnehmbar ein­gebettet. Es ist robust gegenüber einer breiten Auswahl erlaubter Bildoperatio­nen, wie Kompression des Bildes, Helligkeits- und Kontrastände­rungen, Filterung, Bildschärfun­g sowie Skalierung der Bildgröße. Die Arbeit beinhaltet zudem umfangreiche Untersuchungen, Erweiterungen und Vergleiche mit Verfahren anderer Autoren

Digitale Wasserzeichenverfahren zur Überprüfung der Echtheit von Bildern

Die Dissertation liefert einen Beitrag zur Entwicklung von Wasserzeichensystemen zur manipulationssicheren Überprüfung der Echtheit von Bildern. In den Prozess einer JPEG2000-Bildkompression integriert wird ein an den Bildinhalt angepasstes Wasserzeichen nicht-wahrnehmbar ein­gebettet. Es ist robust gegenüber einer breiten Auswahl erlaubter Bildoperatio­nen, wie Kompression des Bildes, Helligkeits- und Kontrastände­rungen, Filterung, Bildschärfun­g sowie Skalierung der Bildgröße. Die Arbeit beinhaltet zudem umfangreiche Untersuchungen, Erweiterungen und Vergleiche mit Verfahren anderer Autoren

Contribution des filtres LPTV et des techniques d'interpolation au tatouage numérique

Les Changements d'Horloge Périodiques (PCC) et les filtres Linéaires Variant Périodiquement dans le Temps (LPTV) sont utilisés dans le domaine des télécommunications multi-utilisateurs. Dans cette thèse, nous montrons que, dans l'ensemble des techniques de tatouage par étalement de spectre, ils peuvent se substituer à la modulation par code pseudo-aléatoire. Les modules de décodage optimal, de resynchronisation, de pré-annulation des interférences et de quantification de la transformée d'étalement s'appliquent également aux PCC et aux filtres LPTV. Pour le modèle de signaux stationnaires blancs gaussiens, ces techniques présentent des performances identiques à l'étalement à Séquence Directe (DS) classique. Cependant, nous montrons que, dans le cas d'un signal corrélé localement, la luminance d'une image naturelle notamment, la périodicité des PCC et des filtres LPTV associée à un parcours d'image de type Peano-Hilbert conduit à de meilleures performances. Les filtres LPTV sont en outre un outil plus puissant qu'une simple modulation DS. Nous les utilisons pour effectuer un masquage spectral simultanément à l'étalement, ainsi qu'un rejet des interférences de l'image dans le domaine spectral. Cette dernière technique possède de très bonnes performances au décodage. Le second axe de cette thèse est l'étude des liens entre interpolation et tatouage numérique. Nous soulignons d'abord le rôle de l'interpolation dans les attaques sur la robustesse du tatouage. Nous construisons ensuite des techniques de tatouage bénéficiant des propriétés perceptuelles de l'interpolation. La première consiste en des masques perceptuels utilisant le bruit d'interpolation. Dans la seconde, un schéma de tatouage informé est construit autour de l'interpolation. Cet algorithme, qu'on peut relier aux techniques de catégorisation aléatoire, utilise des règles d'insertion et de décodage originales, incluant un masquage perceptuel intrinsèque. Outre ces bonnes propriétés perceptuelles, il présente un rejet des interférences de l'hôte et une robustesse à diverses attaques telles que les transformations valumétriques. Son niveau de sécurité est évalué à l'aide d'algorithmes d'attaque pratiques. ABSTRACT : Periodic Clock Changes (PCC) and Linear Periodically Time Varying (LPTV) filters have previously been applied to multi-user telecommunications in the Signal and Communications group of IRIT laboratory. In this thesis, we show that in each digital watermarking scheme involving spread-spectrum, they can be substituted to modulation by a pseudo-noise. The additional steps of optimal decoding, resynchronization, pre-cancellation of interference and quantization of a spread transform apply also to PCCs and LPTV filters. For white Gaussian stationary signals, these techniques offer similar performance as classical Direct Sequence (DS) spreading. However we show that, in the case of locally correlated signals such as image luminance, the periodicity of PCCs and LPTV filters associated to a Peano-Hilbert scan leads to better performance. Moreover, LPTV filters are a more powerful tool than simple DS modulation. We use LPTV filters to conduct spectrum masking simultaneous to spreading, as well as image interference cancellation in the spectral domain. The latter technique offers good decoding performance. The second axis of this thesis is the study of the links between interpolation and digital watermarking.We stress the role of interpolation in attacks on the watermark.We propose then watermarking techniques that benefit from interpolation perceptual properties. The first technique consists in constructing perceptualmasks proportional to an interpolation error. In the second technique, an informed watermarking scheme derives form interpolation. This scheme exhibits good perceptual properties, host-interference rejection and robustness to various attacks such as valumetric transforms. Its security level is assessed by ad hoc practical attack algorithms

Engineering Education and Research Using MATLAB

MATLAB is a software package used primarily in the field of engineering for signal processing, numerical data analysis, modeling, programming, simulation, and computer graphic visualization. In the last few years, it has become widely accepted as an efficient tool, and, therefore, its use has significantly increased in scientific communities and academic institutions. This book consists of 20 chapters presenting research works using MATLAB tools. Chapters include techniques for programming and developing Graphical User Interfaces (GUIs), dynamic systems, electric machines, signal and image processing, power electronics, mixed signal circuits, genetic programming, digital watermarking, control systems, time-series regression modeling, and artificial neural networks