Marcado de agua frágil basado en bloques para detección de manipulaciones y recuperación de contenido en imágenes digitales

Resumen

Hoy en día internet, así como los avances en tecnologías de la información y comunicación, han brindado facilidades en la transmisión y almacenamiento de datos multimedia, como lo son las imágenes digitales. Esto ha traído consigo algunos perjuicios tales como infracciones al derecho de autor, así como ediciones y/o alteraciones al contenido que comprometen la autenticidad y la integridad de los archivos multimedia. Para hacer frente a estas problemáticas, en la literatura científica se han propuesto una variedad de soluciones que incluyen esteganografía, cifrado de datos y la técnica de marcado de agua digital. En este artículo se propone un método basado en marcado de agua frágil que permite detectar y recuperar contenido en imágenes de escala de grises, cuando este ha sido alterado y/o modificado. En primera instancia, la imagen es segmentada en cuatro cuadrantes teniendo una correspondencia entre sí de forma diagonal. Usando otra segmentación interna en forma de bloques dentro de cada cuadrante, y haciendo uso de cálculo de promedios en conjunto con una extracción de bits más significativos, se generan marcas de agua que serán insertadas dentro de los píxeles que conforman cada bloque, haciendo uso de la técnica de sustitución de bit menos significativo. Para incrementar la seguridad del método propuesto, se hace uso de una llave secreta que permuta el índice de inserción en cada cuadrante. Los resultados experimentales muestran que el método propuesto ofrece alta imperceptibilidad en términos de índice de similitud estructural y relación señal-ruido pico. En cuanto a capacidad de detección de modificaciones, se aplicaron alteraciones de tipo copiar-mover, copiar-pegar y recorte aleatorio, cuya eficiencia fue medida en términos de tasas de falsos positivos, falsos negativos y detección de alteraciones. Por último, se muestran resultados de restauración de contenido, cuya fidelidad fue medida usando las mismas métricas de imperceptibilidad.