Video Object Watermarking Robust to Manipulations. Tatouage D’objets Vidéos Résistant Aux Manipulations

Video Object Watermarking Robust to Manipulations

Tatouage D’objets Vidéos Résistant Aux Manipulations

Patrick Bas Benoît Macq 

Laboratoire Tele, Bâtiment Stevin, Place du Levant, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgique

Page: 
249-257
|
Received: 
18 April 2001
|
Accepted: 
N/A
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Published: 
31 August 2001
| Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

This paper presents a watermarking scheme that embeds a signature in video objects for the MPEG-4 video standard. The different constraints associated with this standard are quite different from classical video watermarking schemes. The mark detection had to be achieved after different video object manipulations such as rotation or scaling operations. Principal component analysis and warping methods are used to enable the synchronization of the mark after geometric manipulations. The embedding of the mark is done adding an oriented random sequence and the detection of the mark is processed using a correlation criterion. The different results point out the fact that the presented scheme can detect the mark after bit-rate modification, object shape sub-sampling and geometric manipulations (scaling and rotations). 

Résumé

Cet article présente un schéma de tatouage permettant de marquer des objets vidéo tels qu’ils sont décrits dans le cadre de la norme MPEG-4. Les contraintes liées à cette norme sont différentes de celles connues en tatouage de séquences classiques. Dans un tel contexte, la détection de la signature doit en effet être possible après diverses manipulations de l’objet vidéo telles que des rotations ou changements d’échelle. La méthode proposée utilise la forme de l’objet vidéo pour permettre la synchronisation de la signature. Cette étape est effectuée en utilisant des techniques d’analyse en composantes principales et de « morphing » de séquences de forme prédéfinie. L’insertion de la signature s’effectue ensuite par addition d’une séquence aléatoire orientée, et la détection s’opère par corrélation. Les tests appliqués sur des objets vidéo indiquent que le schéma présenté permet la détection de la signature après des opérations telles que la réduction du débit, le sous-échantillonnage du masque associé à l’objet, ou encore des manipulations géométriques (rotations, changements d’échelle).

Keywords: 

Watermarking, MPEG-4, video objects, manipulation, robustness, CPA, morphing.

Mots clés 

Tatouage, watermarking, MPEG-4, objets vidéo, manipulation, robustesse, ACP, morphing.

1. Introduction
2. Contraintes Liées aux Manipulations D’objets Vidéo
3. Travaux Précédents
4. Schéma Présenté
5. Schéma D’insertion
6. Schéma de Détection
7. Résultats
8. Conclusion et Perspectives
  References

[Bas00] P. Bas, Méthodes de tatouages d’images fondées sur le contenu. PhD  thesis, Thèse de l’Institut National Polytechnique de Grenoble, France, 2000. manuscrit avaible on http:cepax6.lis.inpg.fr/these/Th-Bas.html. 

[BBCC00] P. Barni, F. Bartolini, V. Capelini, and N Checcacci. Object watermarking for mpeg-4 video streams copyright protection.In EI’2000: Security and Watermarking of Multimedia Content II, volume 3971 of SPIE Proceedings, pages 465-476, San Jose, California USA, janv 2000. 

[BCM01] P. Bas, J.-M Chassery, and B. Macq. Image watermarking : an evolution to content based approaches. Pattern Recognition, Special Issue on Image/Video Communication edited by D.Aboutajdine, to be published, 2001. 

[BE97] F. Bossen and T. Ebrahimi. A simple and efficient binary shape coding based on bitmap representation. In Proceeding of ICASSP, volume 4, pages 3129-3132, April 1997. 

[EH00] T. Ebrahimi and C. Horne. Mpeg-4 natural video coding – an overview. Signal Proceeding, 15(4-5) : 365-385, 2000. 

[FBP+98] P. Fleury, S.K. Bhattacharjee, L. Pirons, T. Ebrahimi, and M. Kunt. Mpeg-4 video verification model : a solution for interactive multimedia applications. SPIE Journal of Electronic Imaging, 7(3) : 502-515, 1998. 

[GW87] R. C. Gonzalez and P. Wintz. Digital Image Processing. Addison Wesley, 1987. 

[HPG99] J. R. Hernandez and F. Perez-Gonzalez. Statistical analysis of watermarking schemes for copyright protection images. Proceedings of the IEEE, 87(7) : 1142-1143, july 1999. 

[KBE99] M. Kutter, S.K. Bhattacharjee, and T. Ebrahimi. Towards second generation watermarking schemes. In IEEE-ICIP’99, volume I, pages 320-323, Kobe (Japan), October 1999. 

[LRK98] Jack Lacy, Niels Rump, and Panos Kudumakis. Mpeg-4 intellectual property management & protection (ipmp) overview & applications document. Technical report, MPEG-4, December 1998.

[PCR00] A. Piva, R. Caldelli, and A. De Rosa. A dwt-based object watermarking system for the mpeg-4 video streams. In IEEE-ICIP’00, pages 5-9, Vancouver, Canada, September 2000.

[PP99] Shelby Pereira and Thierry Pun. Fast robust template matching for affine resistant image watermarking. In International Workshop on Information Hiding, volume LNCS 1768 of Lecture Notes in Computer Science, pages 200-210, Dresden, Germany, 29 September – 1 October 1999. Springer Verlag.

[VHR01] S. Voloschynovskiy, A. Herrigel, and Y. B. Rytsar. Watermark template attack. In Ping Wah Wong and Edward J. Delp, editors, EI’2001 : Security and Watermarking of Multimedia Content III, SPIE Proceedings, San Jose, California USA, 22-25 jan 2001.