El objetivo de esta prueba, consiste en determinar el desempeño de la DWT-2D y la DCT-2D en el proceso de marcado de agua en ausencia de ruido intencionado. Para esta prueba se realiza un tratamiento previo de las imágenes elegidas, de acuerdo al tipo de transformada utilizada. Para el marcado de agua con la DWT-2D se aplica un primer nivel de descomposición wavelet27 a la imagen anfitriona (512×512 pixeles),
con el fin de ingresar la información de los planos de color RGB de la marca de agua (256×256 pixeles), en los coeficientes de aproximación de primer nivel de cada plano de color RGB de la imagen anfitriona.
Una vez la imagen anfitriona recibe la información de la marca de agua, se aplica la IDWT-2D para obtener la imagen marcada de tamaño 512×512 pixeles, con una marca de agua oculta de iguales dimensiones, debido al proceso de síntesis de la DWT-2D en la reconstrucción de la imagen.
Con relación a la técnica de marcado de agua con la DCT-2D la imagen anfitriona y la marca de agua deben tener el mismo tamaño de 512×512 pixeles para su procesamiento.
En la figura 4.1 se puede observar un ejemplo del método de marcado de agua extendido sin ruido aplicando la DWT-2D.
27 La descomposición wavelet de primer nivel de una imagen a color RGB de tamaño de 512×512
pixeles, da como resultado cuatro matrices de coeficientes de tamaño 256×256, correspondientes a los
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Figura 4.1 Lena + Marca de agua (Izq) = Imagen marcada método DWT extendido sin ruido (Der) Los resultados obtenidos se muestran en las siguientes curvas.
CURVAS DE DESEMPEÑO DWT vs DCT 1. PARÁMETRO DE CALIDAD PSNR
La PSNR es una medida relativa de la calidad de una imagen. Un valor alto de PSNR indica que la calidad de la imagen marcada, no se vio muy afectada por la inserción de la marca de agua; un valor bajo de PSNR significa que la inserción de la marca de agua afecto mucho la calidad de la imagen marcada.
Figura 4.2 PSNR vs Nivel de inserción - Método extendido sin ruido
Los resultados experimentales de la figura 4.2, muestran que la calidad de la imagen marcada en ausencia de ruido, después de usar la DWT-2D, es más alta respecto al uso de la DCT-2D; esto se ve reflejado en la separación de las curvas PSNR para las dos transformadas, cuyos valores disminuyen
P S N R ( d B )
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idénticamente en la medida que aumenta el nivel de visibilidad de la marca de agua. Este comportamiento se debe a que la DWT-2D oculta mejor la información de la marca de agua para este método, modificando en menor proporción los pixeles marcados de la imagen anfitriona; por tal razón, se obtienen valores de MSE más pequeños, y por lo tanto valores de PSNR más altos en la calidad del marcado de agua con esta transformada.
2. PARÁMETRO DE CALIDAD SSIM
La SSIM es un parámetro de calidad que cuantifica la calidad visual de una imagen que se compara con otra imagen patrón, si su valor es cercano a uno significa que el parecido es alto, no solo en color sino en contraste y estructura; por el contrario, si su valor es cercano a cero significa que no hay similitud entre ellas o su parecido visual es muy bajo.
Figura 4.3 SSIM vs Nivel de inserción - Método extendido sin ruido
Los resultados de la figura 4.3 muestran que la DWT-2D ofrece mejor desempeño en el proceso de ocultamiento de información, con respecto a la DCT-2D; esto se ve reflejado en una mejor calidad visual de la imagen marcada y la imperceptibilidad de la marca de agua (ver figura 4.4). El índice SSIM de la DWT-2D muestra que a medida que se aumenta el nivel de inserción de la marca de agua, comienza a disminuir su desempeño lentamente, en comparación con la curva de la DWT-2D, la cual disminuye rápidamente. Este comportamiento se debe a que la DWT-2D altera en menor proporción los pixeles seleccionados de la imagen anfitriona en el momento de ocultar información en ella.
S
S
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Figura 4.4 Calidad visual DWT-2D vs Calidad visual DCT-2D 3. PARÁMETRO DE ROBUSTEZ NCC
La NCC se utiliza para determinar el grado de similitud entre la marca de agua original y la marca de agua extraída. Un valor cercano a 1 indica que la imagen de la marca de agua extraída es idéntica a la imagen de la marca de agua original; mientras que un valor de -1 significa un 100% de correlación en oposición de fase (imágenes espejo). A medida que el valor de la NCC se desvía de 1 significa que la imagen de la marca de agua extraída es menos idéntica a la versión original. Finalmente, un valor de 0 indica que no existe correlación entre las imágenes, lo que implica que las dos marcas de agua comparadas son completamente diferentes.
Figura 4.5 NCC vs Nivel de inserción - Método extendido sin ruido
El valor constante de 1 presentado por la figura 4.5 para las técnicas de marcado de agua con la DWT-2D y la DCT-2D, permite deducir que el proceso de inserción y extracción de la marca de agua en ausencia de ruido con las dos técnicas, es un proceso reversible que permite obtener de manera idéntica la información oculta de la marca de agua sin ningún tipo de alteración.
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
Nivel de inserción (alfa) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 DWT DCT
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