Los objetivos del proyecto conciernen la realización de estudios algorítmicos y metodológicos, para finalmente alcanzar el objetivo final que consiste en la puesta en operación e implantación en un ambiente de software (SW) de algoritmos computacionales orientados a la línea de investigación de marcado de agua (watermarking) para la autenticación de contenido y protección de derechos de autor de imágenes digitales. Preponderantemente para, por un lado, llevar a cabo de manera conjunta la inserción dentro de imágenes digitales de una señal denominada "marca de agua", y por otro, la detección de dicha señal cuyo resultado permitirá identificar al propietario del material digital. Lo anterior con el propósito de obtener realizaciones algorítmicas en software para alcanzar una gran robustez ante la mayoría de los ataques intencionales y no intencionales conocidos en la literatura [1-34]. Concretamente el objetivo del proyecto será entonces el de proponer al menos un algoritmo de marca de agua aplicado a imágenes digitales que presente robustez ante una gran variedad de distorsiones geométricas, procesamientos de señal y ataques combinados, que al mismo tiempo preserve la calidad de las imágenes marcadas, obteniendo valores óptimos de imperceptibilidad, usando para ello métricas tales como la razón señal pico a ruido(PSNR) y el índice de similitud estructural (SSIM)[27]. Como objetivos adyacentes, realizaremos por un lado el ambiente de simulación computacional que inserte y detecte las marcas de agua en una gran cantidad de imágenes estándar IEEE utilizadas para realizar pruebas de robustez e imperceptibilidad de algoritmos de marca de agua. Por otro lado, se tratará en lo posible extender el uso de los algoritmos en el ámbito del watermarking para imágenes médicas. En efecto, el uso del marcado de agua en imágenes médicas es de suma importancia en aplicaciones relacionadas con el diagnóstico médico remoto, de uso cada vez más frecuente en el Sector Salud. La línea de investigación de marcas de agua en imágenes digitales es un campo fértil, ya que, aunque existen diversos algoritmos reportados en la literatura [1-34], una gran parte de estos presentan debilidades ante diversos tipos de distorsiones geométricas y de procesamiento avanzado de señales, lo cual, hace de este un campo abierto para nuevas contribuciones. Para alcanzar el objetivo final se deberá trabajar primeramente en la investigación de la búsqueda de soluciones para las siguientes tres etapas estratégicas: teórico-algorítmica, algorítmica-simulación y algorítmica-SW aplicativo, para los algoritmos de inserción y detección de marcas de agua. Estos últimos tanto para autenticación de contenido, como para protección de derechos de autor, los cuales son los más prometedores para trabajar en imágenes digitales en escala de grises con 8 bits/píxel, así como en imágenes de color RGB (red-green-blue) con 24 bits/píxel. Luego entonces, la contribución del proyecto en el avance del conocimiento consiste principalmente en encontrar mejoras de concepción, metodológicas y de realización en software, que serán formalizadas por medio de algoritmos para la autenticación y protección de derechos de autor en imágenes digitales. Esas mejoras se podrán cuantificar por medio de métricas de robustez que permitan obtener tasas de bits erróneos (BER) bajas, o en su caso valores altos de tasas de bits correctos (BCR), correlación cruzada normalizada que estén por encima de un valor umbral predefinido que permita al algoritmo detectar correctamente una marca de agua digital.

Dado el marco específico y funcional de un esquema de marca de agua para imágenes digitales que involucra: Etapa de inserción de la señal de marca de agua (caracterizada por modificar la imagen original en el dominio espacial, o de la frecuencia), Canal de transmisión (caracterizado por aplicar a la señal marcada ataques no intencionales, e intencionales), Etapa de detección de la señal de marca de agua (caracterizado por extraer y/o detectar la marca de agua para probar la validez de la propiedad intelectual del material digital), Se espera mejorar algoritmos de marca de agua digital en lo conceptual y funcional, que permitirán mejorar la imperceptibilidad y robustez ante una gran variedad de ataques intencionales y no intencionales tales como compresión JPEG con pérdidas, transformaciones geométricas de tipo affine, cambios de brillo, contraste, filtrado de imagen, ajustes de escala, entre otros: Con la restricción de la carga útil de bits de marca de agua (para la inserción y detección); y sujeta también a otra restricción, como el tipo de imagen, para aplicaciones diversas que involucren diferentes profundidades de resolución de imágenes. Las principales metas que se pretenden alcanzar en este proyecto son: Proponer y desarrollar algoritmos que permitan la inserción de una marca de agua robusta con respecto a las distorsiones geométricas y procesamiento común de señales en imágenes digitales, para la autenticación y protección de derechos de autor del material digital, que contenga una robustez superior a la reportada en la literatura científica. Evaluar la robustez de los algoritmos para la inserción y detección de marca de agua digital mediante herramientas de evaluación para dichos propósitos, tales como Stirmark Benchmark [60]. Analizar la imperceptibilidad de los algoritmos para la inserción y detección de marca de agua digital mediante métricas basadas en el sistema visual humano, tales como el índice SSIM [27], así como métricas tradicionales del procesamiento de señales, por ejemplo: la razón PSNR, en conjunto con herramientas gráficas del entorno de desarrollo integrado IDE Matlab ©. Probar que los algoritmos de marca de agua digital propuestos, tienen un mejor desempeño que otros esquemas presentados en la literatura para autenticación y protección de derechos de autor. Explotar las propiedades de los dominios de la frecuencia y elementos reportados en la literatura para definir un algoritmo de marca de agua robusto, del cual en base al principio de robustez ante distorsiones geométricas y procesamientos de señal avanzados, se pueda extender su uso a otro tipo de imágenes ya sea de color o con diferentes profundidades de resolución de imágenes. Participar en acciones de colaboración e interacción con otras instituciones, particularmente de investigación científica. Extender la aplicación de los algoritmos desarrollados al ámbito de watermarking para imágenes médicas, específicamente que pueda ser aplicada a imágenes digitales médicas del 2003 estándar DICOM. Publicar al menos un artículo en revista indizada y un artículo anual en congresos de riguroso arbitraje derivados del trabajo de investigación de este proyecto. Formar recursos humanos de alto nivel para el doctorado en ingeniería eléctrica. Las maestrías y las licenciaturas en ciencia e ingeniería de la computación, telecomunicaciones y procesamiento de señales, que se imparten en la UNAM. También en el contexto del plan de desarrollo de la Facultad de Ingeniería 2011-2014, este proyecto de investigación se incluye en las actividades de los programas 4.1 Impulso y seguimiento del quehacer científico y tecnológico, p. 195, 4.2 Participación en programas institucionales, p. 209 y 3.1 Fortalecimiento de la vinculación, la cooperación y la comunicación institucionales, p. 151.