Tatouage d images couleur. A. Parisis et P. Carré

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Achille Grenier
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1 Tatouage d images couleur A. Parisis et P. Carré

2 Sécurisation de document Cryptographie Cryptologie Protection d un document pendant sa transmission Stéganographie Dissimulation d un message dans un autre

3 Sécurisation de document Stéganographie Watermarking Information hiding tatouage à support numérique concerne tous les types de supports

4 Sécurisation de document Sécurisation et tatouage Cryptologie Cryptographie Stéganographie Camouflage d'information Tatouage numérique Visible Invisible Robuste Fragile Authentification Annotations Contrôle des copies Intégrité

5 Tatouage de documents numériques Image originale Image tatouée et attaquée Image tatouée Insertion de la marque Transmission Clé K Problématiques du tatouage : Compromis entre qualités Robustesse de la marque Invisibilité de la marque Prise en compte de la dimension couleur Mesures : Évaluation de la qualité d une image tatouée Robustesse / attaques Détection de la marque Décision Clé K

6 Droits d auteur Authentifications, intégrité Indexation Fingerprint, traçabilité... Applications Le propriétaire d une image souhaite défendre ces droits de propriétés Il introduit une marque (un identifiant) dans l image L image modifiée est ensuite diffusée A tout moment, le propriétaire souhaite pouvoir extraire son identifiant de l image face à une tierce personne, même si l image marquée a été modifiée en une image proche.

7 Problématique du tatouage : Compromis entre qualités de la marque Qualité d un tatouage : - Robustesse aux attaques Critères prépondérant dans les - Invisibilité applications liées à la - Ratio Propriété Intellectuelle - Inversibilité - Complexité - Informations nécessaires lors de la détection Problèmes majeurs en tatouage COMPROMIS Ratio / Robustesse Invisibilité / Robustesse

8 Ratio Quantité d informations cachées /taille du support Exemple: image de taille 256*256 marque de taille 4*4 : ratio = 0,024% marque de taille 16*16: ratio = 3,91%

9 Informations nécessaires lors de la détection Le tatouage non-aveugle La donnée originale est nécessaire à l extraction. L intérêt de ce marquage est très limité. Le tatouage semi-aveugle Il n utilise pas la donnée originale, mais a besoin de la signature lors de l extraction. Question : une marque précise est-elle dans l image (via un score de corrélation)? La majorité des algorithmes de tatouage Le tatouage aveugle Il ne nécessite ni la marque d origine, ni le support d origine. Les informations cachées sont extraites par un algorithme particulier.

10 Invisibilité Adapter la force de marquage selon le contexte local Image marquée Segmentation

11 Robustesse Attaques bienveillantes malveillantes Attaques simples Attaques invalidant la détection Attaques d ambiguïté Forte compression Addition de bruit (gaussien) Filtrage médian Ré-échantillonnage Géométrique Synchronisation Stirmark Attaques d élimination Débruitage Filtrage non-linéaire

12 Problématique du tatouage : robustesse Modes d insertion et robustesse de la marque Techniques : Attaques : Méthodes - Additives - Substitutifs - Compressions Domaines d insertion - Spatial - Fréquentiel - Multirésolution? - Filtrages - Ajout de bruit - Attaques géométriques Techniques particulières - Étalement de spectre - Patchwork - - Attaques par logiciels -

13 Problématique du tatouage : Prise en compte de la dimension couleur des images En couleur : Tatouage d images couleur risque d apparition de fausses couleurs Tatouage marginal Contrôle de la dégradation des images tatouées : tatouage vectoriel?

Problématique du tatouage : Invisibilité Évaluation de la dégradation d une image marquée En niveaux de gris : Tatouage Mesure de la dégradation : PSNR = (valeur

14 Problématique du tatouage : Invisibilité Évaluation de la dégradation d une image marquée En niveaux de gris : Tatouage Mesure de la dégradation : PSNR = (valeur maximale du signal)² (db) MSE facteur de qualité IQM (Image quality measure [Nill-Bouzas]), critères de contraste, de structure et de quantification ([Franti]) etc.

15 Problématique du tatouage : Évaluation de la dégradation d une image marquée Compromis entre invisibilité et robustesse problème: évaluation de la dégradation d une image fonction de l application Niveau de gris: PSNR Couleur:??? Évaluation marginale ou globale : pour les techniques de tatouage marginal non prise en compte de l apparition de fausses couleurs Évaluation des dégradations locales : Utilisation de mesures de distances locales entre couleurs

16 Illustration des notions sur une méthode simple Méthode utilisée : algorithme de «Kundur couleur»

17 Ondelettes

18 Insertion - Pour chaque coordonnée (x,y)

19 Détection

20 Décision Mesure de corrélation entre M et M D : Cc(M,M D ) = M * M D avec -1 Cc 1 [ M² * M D ²] 1/2 Cc = 1 M = M D Cc = 0 M M D Seuil de décision : Si Cc > T, alors M D correspond à M

21 Création de la marque Résistance aux attaques géométriques : redondance adaptée de la signature Interaction des coefficients d ondelettes robustesse globale de la marque Diminution du ratio Robustesse aux attaques par fenêtrage et translation

22 Illustration des notions Invisibilité Compromis Invisibilité-Robustesse Influence de la composante

23 Différents espaces

24 Robustesse

25 Résultats : tatouage d une ou des trois composantes Image originale Tatouage des 3 composantes R,G,B Tatouage R Tatouage G Tatouage B

26 Approche marginale Conclusion Marquage : - d une seule composante -des trois composantes simultanément Variation du compromis Invisibilité/robustesse Équilibre variable du compromis invisibilité/robustesse de la marque en fonction de la nature colorimétrique de la composante marquée Compromis entre invisibilité et robustesse Invisibilité & Faible robustesse Visibilité & Robustesse BLEU ROUGE VERT

27 Travaux Image originale Image tatouée Forces de marquage constante Image tatouée Segmentation et rétroaction

28 Travaux Analyse de la qualité des images tatouées Image originale Image tatouée Forces de marquage constante Image tatouée Segmentation et rétroaction

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