Watermarking algorithm based on a human visual model

• Published in: Signal processing Vol. 66; no. 3; pp. 319 - 335
• Main Authors: Delaigle, J.F, De Vleeschouwer, C, Macq, B
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier B.V 1998
• Subjects: Copyright; Digital picture watermarking; Human vision system model; Masking; Spread spectrum; Copyright; Digital picture watermarking; Human vision system model; Masking; Spread spectrum
• ISSN: 0165-1684; 1872-7557
• DOI: 10.1016/S0165-1684(98)00013-9

This paper presents an additive watermarking technique for grey-scale pictures. It consists in secretly embedding copyright information (a binary code) into the picture without degrading its quality. Those bits are encoded through the phase of maximal length sequences (MLS). MLS are binary sequences with good correlation properties. The result of the autocorrelation is much greater than crosscorrelations, i.e. correlations made with shifted versions of this sequence. The embedded bits are retrieved from the result of the correlations. The core of the embedding process is underlaid by a masking criterion that guarantees the invisibility of the watermark. It is combined with an edge and texture discrimination to determine the embedding level of the MLS, whose bits are actually spread over 32×8 pixel blocks. Eventually, some results are presented, which analyze the efficiency of the retrieval as well as the resistance of the watermark to compression and its robustness against malevolent manipulation.
Dieser Artikel präsentiert eine additive Wasserzeichenmethode für Graustufenbilder, bei der eine verborgene Copyright-Information (ein binärer Code) ohne Beeinträchtigung der Bildqualität im Bild eingebettet wird. Diese Bits werden durch die Phase von Folgen maximaler Länge (MLS) codiert. MLS sind binäre Folgen mit guten Korrelationseigenschaften. Die Autokorrelation ist viel größer als Kreuzkorrelationen, d.h. Korrelationen mit verschobenen Versionen dieser Folge. Die eingebetteten Bits werden aus dem Ergebnis der Korrelationen wiedergewonnen. Der Kern des Einbettungsprozesses beruht auf einem Maskierungskriterium, das die Unsichtbarkeit des Wasserzeichens garantiert. Eine weitere Komponente ist eine Kanten- und Texturunterscheidung zur Bestimmung des Einbettungsniveaus der MLS, deren Bitsüber Blöcke von 32×8 Pixel verteilt sind. Schließlich werden einige Ergebnisse präsentiert, welche die Effizienz der Bit-Wiedergewinnung sowie die Robustheit des Wasserzeichens gegenüber Kompression und böswilliger Manipulation untersuchen.
Nous présentons dans cet article une technique de watermarking additif pour des images en niveaux de gris. Elle consiste à intégrer secrétement une information de droits d’auteur (un code binaire) dans l’image sans dégrader sa qualité. Ces bits sont encodés sur la phase de séquences de longueur maximale (MLS). Les MLS sont des séquences binaires possédant de bonnes qualités de corrélation. Le résultat de l’autocorrélation est beaucoup plus élevé que celui des intercorrélations, à savoir les corrélations obtenues avec des versions décalées de la séquence. Les bits intégrés sont récupérés à partir du résultat des corrélations. Le noyau du processus d’intégration est sous-tendu par un critère de masquage garantissant l’invisibilité du filigrane numérique (watermark). Il est combiné avec une discrimination de contour et de texture pour déterminer le niveau d’intégration de la MLS, dont les bits sont en fait disséminés sur des blocs de 32×8 pixels. Enfin, nous présentons certains résultats qui permettent d’analyser l’efficacité du recouvrement ainsi que la résistance du watermark à la compression et sa robustesse vis-à-vis de manipulations malveillantes.