Tatouage conjoint a la compression d'images fixes dans JPEG2000

par Dalila Goudia

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de William Puech.

Soutenue le 06-12-2011

à Montpellier 2 en cotutelle avec l'Université des Sciences et de la Technologie d'Oran. Mohamed Boudiaf (Algérie) , dans le cadre de Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014) , en partenariat avec LIRMM - Laboratoire d'Informatique, Robotique et Micro-électronique de Montpellier (laboratoire) .

Le jury était composé de William Puech, Claude Delpha, Marc Chaumont, Naima Hadj said.

Les rapporteurs étaient Christian Olivier, Jean-marie Moureaux.


  • Résumé

    Les technologies numériques et du multimédia ont connu de grandes avancées ces dernières années. La chaîne de transmission des images est constituée de plusieurs traitements divers et variés permettant de transmettre un flux de données toujours plus grand avec toujours plus de services à la clé. Nous citons par exemple, la compression, l'augmentation de contenu, la confidentialité, l'intégrité et l'authenticité des images pendant leur transmission. Dans ce contexte, les approches conjointes ont suscité un intérêt certain de la part de la communauté du traitement d'images car elles permettent d'obtenir des systèmes de faible complexité calculatoire pouvant être utilisés dans des applications nécessitant peu de ressources matérielles. La dissimulation de données ou Data Hiding, est l'art de cacher un message dans un support numérique. L'une des branches les plus importantes du data hiding est le tatouage numérique ou watermarking. La marque doit rester présente dans l'image hôte même si celle-ci subit des modifications appelées attaques. La compression d'images a comme objectif de réduire la taille des images stockées et transmises afin d'augmenter la capacité de stockage et de minimiser le temps de transmission. La compression représente une opération incontournable du stockage ou du transfert d'images. Elle est considérée par le data hiding comme une attaque particulièrement destructrice. La norme JPEG2000 est le dernier standard ISO/ITU-T pour le codage des images fixes. Dans cette thèse, nous étudions de manière conjointe la compression avec perte et le data hiding dans le domaine JPEG2000. L'approche conjointe offre de nombreux avantages dont le plus important est que la compression ne constitue plus une attaque vis-à-vis du data hiding. Les contraintes à respecter sont exprimées en termes de compromis à atteindre: compromis entre la quantité d'information insérée (payload), le taux de compression, la distorsion induite par l'insertion du message et la robustesse de la marque dans le cas du tatouage.Nos travaux de recherche ont conduit à l'élaboration de plusieurs schémas conjoints : un schéma conjoint d'insertion de données cachées et deux schémas conjoints de tatouage dans JPEG2000. Tous ces systèmes conjoints reposent sur des stratégies d'insertion informée basées sur la quantification codée par treillis (TCQ). Les propriétés de codage de canal de la TCQ sont exploitées pour pouvoir à la fois quantifier et insérer un message caché (ou une marque) pendant l'étape de quantification de JPEG2000.

  • Titre traduit

    joint watermarking and compression of JPEG2000 images


  • Résumé

    Technological advances in the fields of telecommunications and multimedia during the two last decades, derive to create novel image processing services such as copyright protection, data enrichment and information hiding applications. There is a strong need of low complexity applications to perform seveval image processing services within a single system. In this context, the design of joint systems have attracted researchers during the last past years. Data hiding techniques embed an invisible message within a multimedia content by modifying the media data. This process is done in such a way that the hidden data is not perceptible to an observer. Digital watermarking is one type of data hiding. The watermark should be resistant to a variety of manipulations called attacks. The purpose of image compression is to represent images with less data in order to save storage costs or transmission time. Compression is generally unavoidable for transmission or storage purposes and is considered as one of the most destructive attacks by the data hiding. JPEG2000 is the last ISO/ ITU-T standard for still image compression.In this thesis, joint compression and data hiding is investigated in the JPEG2000 framework. Instead of treating data hiding and compression separately, it is interesting and beneficial to look at the joint design of data hiding and compression system. The joint approach have many advantages. The most important thing is that compression is no longer considered as an attack by data hiding.The main constraints that must be considered are trade offs between payload, compression bitrate, distortion induced by the insertion of the hidden data or the watermark and robustness of watermarked images in the watermarking context. We have proposed several joint JPEG2000 compression and data hiding schemes. Two of these joint schemes are watermarking systems. All the embedding strategies proposed in this work are based on Trellis Coded Quantization (TCQ). We exploit the channel coding properties of TCQ to reliably embed data during the quantization stage of the JPEG2000 part 2 codec.

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