Clasificaciones de las marcas de agua

Existen muchas clasificaciones de la marcas de agua pero las principales se muestran a continuación

De todas estas, nos centraremos en la clasificación por su uso específico. De esta forma, las marcas de agua se pueden usar para evitar detección del mensaje incrustado. Para lograr este objetivo la incrustación del mensaje debe distorsionar poco al medio portador, esto se hace para no levantar sospecha alguna de que hay algo oculto. Por ejemplo, si se esconde información en una imagen y la imagen marcada resulta muy distorsionada, entonces se generarán sospechas de que la imagen ha sido modificada provocando que la imagen sea analizada para ver si existe información dentro de ella. Entonces, para evitar la detección del mensaje incrustado se deben evitar distorsiones en el medio marcado. A las técnicas de marcas de agua encargadas de esto se llaman técnicas de ocultamiento de información.

Las marcas de agua se pueden usar para evitar la eliminación del mensaje incrustado para ello se utilizan las llamadas marcas de agua robustas. Este tipo de marcas de agua resisten ciertos ataques hechos al medio marcado, de esta forma se utilizan para esconder información de protección de derechos de autor y de copia, entre otros.

Las marcas de agua frágiles y semi frágiles son utilizadas para evitar falsificaciones hechas a los medios marcados. Una característica de este tipo de esquemas es, al contrario de las marcas de agua robustas, que no resisten ataques o distorsiones hechas al medio marcado. Si el medio marcado es modificado entonces la marca se pierde, lo que constituye una posible falsificación.

Como podemos ver las cada uno de estos tipos de marcas de agua son utilizados por aplicaciones específicas:

• El ocultamiento de información es utilizada por aplicaciones en las que se desea mantener la información incrustada en secreto. Es decir, estas aplicaciones requieren un bajo impacto perceptal (pocas distorsiones) para evitar sospechas.
• Las marcas de agua robustas son utilizadas por aplicaciones que se necesita resistir distorsiones en el medio marcado.
  
• Las marcas de agua frágiles y semi frágiles son usadas por aplicaciones que verifican la integridad u originalidad del medio marcado, para ello no resisten distorsiones hechas a los medios marcados.
  

----------------
Antes de continuar.....Hablemos de ataques
Los ataques se clasifican en:

• Ataques activos: Distorsionan o modifican el medio marcado para eliminar el mensaje incrustado o evitar que la función de extracción lo encuentre. Ejemplos de estos ataques son: en imágenes: Compresiones son pérdida(JPEG,GIF), filtrados, cambio de contraste, brillo, histogramas, modificaciones geométricas (rotaciones, translaciones, espejo,etc) entre otras.

• Ataques pasivos: Analizan el medio marcado para determinar la existencia de un mensaje, el tamaño del mismo o simplemente para extraerlo. Ejemplos de estos son los ataques visuales y los ataques estadísticos (Chi-cuadrada).
  

Más adelante haremos ejemplos de estos ataques.
----------------

Los requerimientos básicos de una aplicación de marcas de agua son tres:

1. Capacidad: Es la cantidad máxima de información que puede ser ocultada en un medio.
   
2. Robustez: Es la capacidad que tiene un algoritmo de marcas de agua para poder extraer el mensaje incrustado del medio marcado después de que éste último haya sido atacado.
   
3. Impacto perceptual: Un algoritmo de marcas de agua es verdaderamente imperceptible si no se puede distinguir a simple vista las diferencias entre el medio marcado y el medio original. Aunque esta capacidad es en origen subjetiva, existen métricas para evaluarla. Como ejemplo se tiene a la relación señal a ruido (PSNR), el error cuadrático medio (EMS), la correlación, el error absoluto máximo (MAE), etc. Nótese que para poder evaluar esta capacidad es necesario comparar al medio marcado con el medio original. Como normalmente se distribuye el medio marcado sin el medio portador es suficiente que las modificaciones en el medio marcado pasen desapercibidas para que el algoritmo de marcas de agua utilizado sea considerado como imperceptible.

De esta forma una aplicación hecha para verificar la integridad de imágenes médicas (para evitar modificar ultrasonidos, imágenes de rayos X, etc.) requiere un bajo impacto perceptual, una poca robustez y poca capacidad, es decir se ubicaría en la región más azul (cercana al cruce de ejes) de la gráfica siguiente. Esta gráfica muestra la relación entre estos requerimientos básicos.


Por otro lado, una aplicación para proteger imágenes satelitales (derechos de autor), necesita ser resistente a diferentes esquemas de compresión con pérdida (es decir que la imagen comprimida no es la misma que la imagen original, puesto que existió una perdida en los píxeles e. g. JPEG). Se necesita esta resistencia pues los posibles ladrones de las imágenes, por lo general, saben de la existencia de la marca (mensaje oculto), entonces ellos proceden a tratar de eliminarla modificando el medio marcado, evitando dejarlo muy distorsionado ya que no les serviría. Este tipo de aplicaciones robustas impactan perceptualmente al medio marcado pues se utiliza mucha redundancia de información(repetir muchas veces la misma marca) y métodos que guardan información distorsionando mucho al medio. Hay que notar que la capacidad de este tipo de esquemas es mínima, pues la redundancia decrementa la capacidad. La ubicación de estos esquemas en la gráfica anterior es cercana a la zona amarilla y roja.


Bueno... ya basta de choro mareador (bla bla bla) en la siguiente entrada realizaremos un esquema de marcas de agua para imágenes llamado LSB (least significant bit).

Que estén bien, estamos en contact...

Aplicaciones Capacidad Esteganografía Impacto perceptual LSB Requerimientos Robustez Watermarking Watermarking fragil Watermarking robusto