FR2789784A1 - Procede d'insertion et d'extraction d'une signature numerique - Google Patents
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Abstract
Un procédé d'insertion d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, dans une image numérique comprend les étapes suivantes :- détection (E10) des points d'intérêt dans ladite image; - sélection (E11) d'un sous-ensemble de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image;- calcul (E12) pour le référentiel géométrique d'une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image pour une classe de transformations géométriques prédéterminées;- codage (E13) de ladite information de référence dans une clé de référence (Kr); et- insertion (E16 - E19) de l'information supplémentaire dans ladite image numérique.Utilisation notamment pour recaler géométriquement l'image avant l'extraction de la signature.
Description
La présente invention concerne un procédé d'insertion d'une information
supplémentaire, telle qu'une signature numérique, dans une image numérique. Elle concerne également un procédé d'extraction de cette
information supplémentaire.
Corrélativement, la présente invention concerne un dispositif d'insertion et un dispositif d'extraction d'une information supplémentaire adaptés à mettre en oeuvre respectivement le procédé d'insertion et le procédé
d'extraction conformes à l'invention.
La présente invention s'applique plus généralement au domaine du marquage ou tatouage de données numériques (watermarking en anglais), et
plus particulièrement des images numériques.
De manière générale, le marquage de données numériques peut s'interpréter comme l'insertion d'un sceau ou d'une signature permettant par
exemple d'authentifier l'auteur ou l'origine d'un document numérique.
Classiquement, une telle signature doit être insérée de manière
imperceptible, c'est-à-dire non détectable à l'oeil dans le cas d'une image.
Elle doit être également robuste à des opérations usuelles de traitement de signal numérique, telles que la compression, par exemple, pour les images fixes, selon la norme JPEG (Joint Photographic Expert Group en anglais), le filtrage, la conversion numérique/analogique (pour l'impression d'une image par exemple), la conversion analogique/numérique (pour la numérisation d'une image imprimée par exemple) et les manipulations géométriques de l'image, telles que des similitudes planes intégrant des
translations, rotations, changements d'échelle ou même découpages.
La signature doit aussi être robuste aux attaques intentionnelles visant à l'extraire ou l'effacer de façon par exemple à s'arroger les droits d'auteur sur une image. La plupart des techniques d'insertion d'une information supplémentaire dans des données numériques consistent à choisir un ensemble de composantes spatiales ou fréquentielles du signal numérique, dites perceptuellement significatives, dans lesquelles l'insertion de l'information supplémentaire peut être réalisée de manière robuste notamment vis à vis des méthodes usuelles de compression, des opérations de traitement du signal, des attaques intentionnelles et également dans une certaine mesure, des
transformations géométriques.
Une telle technique est décrite par exemple dans la demande de
brevet européen EP 0 766 468 déposée au nom de NEC CORPORATION.
Ces techniques de marquage d'images numérique sont fondées sur une transformation fréquentielle préalable de l'image numérique, par exemple par une transformation en cosinus discrète par blocs, un choix de composantes significatives parmi les composantes obtenues par transformation, une modulation des composantes choisies pour insérer la signature et une
transformation fréquentielle inverse pour obtenir l'image marquée.
Lors de l'extraction de la signature, le procédé d'extraction met en oeuvre également une transformation fréquentielle de l'image à authentifier, un choix des composantes significatives et une démodulation de ces composantes
pour retrouver la signature insérée.
Il existe également des techniques dans lesquelles les coefficients sont modifiés selon une règle prédéterminée, connue au décodeur. L'étape de décodage consiste ensuite à examiner si cette règle prédéterminée est bien vérifiée ou non. Une telle technique est décrite par exemple dans le document intitulé 'Video-steganography: how to secretly embed a signature in a picture" de KINEO Matsui et KYOSHI Tamaka, IMA intellectual property project
proceedings, Volume 1, issue 1, Janvier 1994.
Néanmoins, lorsque l'image a subi des transformations géométriques telles que des similitudes planes, les paramètres de ces transformations géométriques doivent être connus a priori ou estimés de façon relativement précise lors de l'extraction de la signature de façon à recaler l'image dans I'espace. Un tel recalage est généralement difficile à réaliser et nécessite de disposer de l'image originale au niveau du décodeur mettant en oeuvre le
procédé d'extraction de la signature.
Un moyen de contourner la difficulté est d'utiliser une transformation fréquentielle qui soit invariante aux transformations géométriques usuelles, comme par exemple la transformation de Fourier-Mellin invariante aux rotations et changements d'échelle, décrite dans l'article de J. RUANAIDH et al, "Rotation, scale and translation invariant spread spectrum digital image
watermarking", Signal Processing, 6, 1998.
Un tel procédé de marquage est d'application limitée dès lors qu'il ne permet pas d'utiliser les méthodes de décomposition spectrale classiques dans le domaine des images numériques, telles que les transformées de Fourier, les transformées en cosinus discrète globales ou par blocs ou encore les
transformées en ondelettes discrètes.
Une autre technique est décrite dans la demande de brevet internationale WO 97/43736 dans laquelle un repère fixe est inséré de manière invisible dans l'image au moment de l'insertion de la signature. Ce repère est
alors détecté pour recaler l'image avant extraction de la signature.
Cependant, cette méthode nécessite l'insertion d'une information
additionnelle de manière imperceptible, indépendante de la signature elle-
même. En outre, ce repère fixe peut être détecté intentionnellement avec
des méthodes statistiques et être volontairement effacé.
La présente invention a pour but de proposer un procédé d'insertion et d'extraction d'une signature dans une image numérique qui permettent de manière efficace de connaître et d'inverser les transformations géométriques
appliquées à une image numérique.
A cet effet, le procédé d'insertion d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, dans une image numérique, conforme à l'invention, comprend les étapes suivantes: - détection des points d'intérêt dans ladite image; - sélection d'un sous- ensemble de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image; calcul pour le référentiel géométrique d'une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image pour une classe de transformations géométriques prédéterminées; codage de ladite information de référence dans une clé de référence; et insertion de l'information supplémentaire dans ladite image numérique. Corrélativement, le procédé d'extraction d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, insérée dans une image numérique, conforme à l'invention, comprend les étapes suivantes: - détection des points d'intérêt dans ladite image; - sélection d'un sous- ensemble de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image selon des critères de sélection identiques à ceux utilisés lors de l'insertion de l'information supplémentaire dans l'image numérique originale; - décodage d'une clé de référence pour extraire une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image numérique originale; - calcul des paramètres de la transformation géométrique appliquée à l'image originale à partir dudit sous-ensemble de points d'intérêt et de l'information de référence extraite; - recalage de l'image numérique par application d'une transformation géométrique inverse déterminée à partir des paramètres calculés; et - extraction de ladite information supplémentaire dans l'image recalée. Ainsi, le recalage de l'image dans l'espace avant extraction de la signature insérée peut être réalisé de manière efficace à partir de points d'intérêt sélectionnés et d'une information de référence calculée lors de
l'insertion de la signature.
Les moyens utilisés pour le recalage de l'image numérique sont par conséquent dépendants de l'image elle-même et ne nécessitent pas d'utiliser
des informations additionnelles.
Une telle méthode est robuste aux attaques intentionnelles qui cherchent à modifier ou à détruire la signature insérée grâce à l'utilisation d'une
clé de référence, éventuellement cryptée.
Par définition, les points d'intérêt sont des caractéristiques locales de l'image qui véhiculent une information significative du contenu de l'image. Il s'agit principalement des points o les variations bidimensionnelles de
l'intensité lumineuse sont importantes comme par exemple les coins.
Avantageusement, on montre que ces points d'intérêt, détectés par exemple par un détecteur dit détecteur de Harris, sont relativement invariants aux transformations géométriques telles que rotation, translation, changement d'échelle et également changement de point de vue, et sont par conséquent particulièrement bien adaptés à définir un référentiel géométrique utilisable pour
recaler l'image numérique avant l'extraction de la signature.
En outre, une telle méthode est robuste aux techniques de compression classiques utilisées pour coder les images numériques. En effet, les points d'intérêt sont des entités qui sont généralement conservées après compression puisqu'ils représentent une information significative du contenu de
I'image.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, I'information de référence nécessaire et suffisante pour des transformations géométriques de types similitudes planes comprend quatre paramètres calculés à partir du
référentiel géométrique.
On minimise ainsi pour une classe de transformations géométriques la quantité d'information qu'il faut calculer et stocker dans une clé de référence
à fournir au décodage.
Les quatre paramètres sont suffisant pour définir un angle, une distance et les coordonnées d'un point d'origine du référentiel géométrique dans l'image numérique ou les coordonnées de deux points du référentiel
géométrique dans l'image numérique.
La quantité d'information à décoder pour le recalage de l'image est également minimisée tout en permettant de calculer, à l'étape de calcul du procédé d'extraction, les paramètres de la transformation géométrique, qui sont, pour des transformations géométriques de types similitudes planes, un angle de rotation, un facteur d'homothétie et un déplacement en translation suivant deux
directions perpendiculaires de l'image numérique.
Afin de minimiser encore cette information de référence, cette dernière peut en pratique être limitée à deux paramètres caractérisant un angle et une distance, un point d'intérêt prédéterminé parmi le sous-ensemble de points d'intérêt sélectionnés étant choisi comme origine du référentiel des modifications lors de l'étape d'insertion et d'extraction de l'information supplémentaire. En effet, les techniques d'insertion/extraction d'une information supplémentaire peuvent être classées selon le domaine de représentation du signal, spatial, fréquentiel ou spatio-fréquentiel dans lequel s'effectue les opérations d'insertion/extraction de l'information supplémentaire. L'insertion proprement dite peut s'effectuer par modulation de l'amplitude des coefficients du domaine de représentation considéré. Cette modulation est toujours définie par rapport à un référentiel et il convient, lors de l'étape d'extraction, de recaler le signal à décoder dans ce référentiel, que l'on peut appeler référentiel de modulation ou démodulation, de façon à pouvoir extraire l'information supplémentaire. L'insertion peut également s'effectuer par modification des coefficients selon une règle préétablie, par exemple par requantification de ces coefficients. Cette modification sera également définie par rapport à un référentiel de modification et il conviendra aussi de recaler le signal à décoder
dans ce référentiel de façon à extraire l'information supplémentaire insérée.
Dans le cas d'une insertion dans le domaine spatial, i.e. le domaine des pixels, il suffit donc de définir le référentiel des modifications par rapport au référentiel géométrique choisi, le plus simple étant de prendre le même. Dans le cas d'une insertion dans le domaine fréquentiel ou spatio-fréquentiel, le référentiel des modifications dans le domaine transformé ne peut pas être directement relié au référentiel géométrique. Par contre c'est la transformation du signal elle-même, c'est-à-dire la transformée bloc en cosinus ou la transformée en ondelettes discrètes qui doit être définie par rapport au référentiel géométrique choisi, étant donné un référentiel des modifications fixé dans le domaine transformé. On choisira par exemple l'origine de la transformation du signal à l'origine du référentiel géométrique choisi en considérant les axes horizontaux et verticaux comme axes principaux de la transformation. Plus généralement, on définit le référentiel des modifications par rapport à la phase de la représentation du signal considéré ayant pour origine le
référentiel géométrique choisi.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, le procédé d'insertion comporte en outre une étape de calcul d'une information de sélection dudit sous-ensemble de points d'intérêt et une étape de codage de ladite
information de sélection dans une clé de sélection.
Corrélativement, l'étape de sélection du procédé d'extraction comporte une étape de décodage d'une clé de sélection pour extraire une
information de sélection dudit sous-ensemble de points d'intérêt.
Cette disposition permet de choisir les points d'intérêt en employant certaines contraintes géométriques locales ou globales, le stockage de la clé de sélection puis son décodage permettant de retrouver le sousensemble de
points d'intérêt choisis.
L'utilisation d'une clé de sélection caractérisant la sélection de points d'intérêt renforce encore la robustesse de la méthode contre les attaques intentionnelles. De préférence, I'information de sélection comprend des grandeurs invariantes pour ladite classe de transformations géométriques prédéterminées,
la valeur des grandeurs invariantes caractérisant de manière unique un sous-
ensemble de points d'intérêt dans ladite image.
L'information de sélection ainsi constituée est suffisante pour retrouver à partir des invariants géométriques le sous-ensemble de points définissant le référentiel géométrique dans l'image à recaler.
Là encore, l'information de sélection ne dépend que de l'image elle-
même et est donc difficilement attaquable intentionnellement si l'on ne possède
pas la clé de sélection.
En pratique, le sous-ensemble de points d'intérêt comprend un triplet de points d'intérêt et l'information de sélection comprend un angle et un rapport de distance caractérisant ledit triplet de points d'intérêt pour des transformations
géométriques de types similitudes planes.
Bien que dans l'absolu, deux points d'intérêt suffisent pour calculer l'information de référence suffisante pour le recalage de l'image, I'utilisation d'un troisième point pour définir le référentiel géométrique permet d'obtenir une détection plus fiable de la combinaison de points choisis dans l'image à partir
de la valeur unique des invariants géométriques.
Alternativement, I'information de sélection peut comprendre des critères d'une sélection interactive guidée par un opérateur, qui peut ainsi pour chaque image choisir visuellement par exemple parmi les points d'intérêt, ceux qui conviennent le mieux à la définition d'un référentiel géométrique et à un
calcul simple de l'information de référence.
Selon un mode de réalisation de l'invention, ne nécessitant pas le stockage et le décodage d'une clé de sélection, les points d'intérêt de plus fortes magnitudes en sortie du détecteur de points d'intérêt sont sélectionnés à
l'étape de sélection.
Selon une autre caractéristique de l'invention, qui permet de manière avantageuse d'utiliser les points d'intérêt détectés, I'étape d'insertion d'une information supplémentaire comprend une étape de choix de composantes perceptuellement significatives à modifier pour l'insertion de l'information supplémentaire, lesdites composantes perceptuellement significatives étant
choisies dans le voisinage desdits points d'intérêt sélectionnés.
Corrélativement, l'étape d'extraction d'une information supplémentaire comprend une étape de choix de composantes perceptuellement significatives modifiées pour l'insertion de l'information supplémentaire, lesdites composantes perceptuellement significatives étant choisies dans le voisinage desdits points d'intérêt sélectionnés. L'insertion, et par suite l'extraction, de l'information supplémentaire peut ainsi être réalisée de manière localisée, dans le voisinage des points d'intérêt. Ces derniers étant intrinsèquement robustes aux techniques de compression d'images numériques, la signature est ainsi insérée de manière
robuste dans l'image numérique.
Par ailleurs, le choix des composantes significatives est réalisé indépendamment de toute transformation spectrale de l'image, ce qui permet d'utiliser une méthode de marquage locale dans laquelle l'information supplémentaire est directement insérée sur les composantes spatiales du
domaine pixel.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, I'étape d'insertion comprend une étape de transformation spatio-fréquentielle de l'image numérique après l'étape de choix des composantes perceptuellement significatives. Corrélativement, l'étape d'extraction comprend une étape de transformation spatio-fréquentielle de l'image numérique après l'étape de choix
des composantes perceptuellement significatives.
Contrairement aux techniques classiques de marquage d'images numériques, le choix des composantes significatives peut être réalisé avant transformation spectrale de l'image dès lors que la technique d'insertion est hybride espace-fréquence, c'est-a-dire que l'information supplémentaire est insérée sur des composantes définies à la fois dans l'espace et en fréquence, obtenues par exemple par des transformations spatio-fréquentielles du type transformée en cosinus discrète par blocs ou transformée par ondelettes
discrète.
De manière analogue, I'invention concerne également un dispositif d'insertion d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, dans une image numérique, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens de détection des points d'intérêt dans ladite image; - des moyens de sélection d'un sous-ensemble de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image; - des moyens de calcul pour le référentiel géométrique d'une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image pour une classe de transformations géométriques prédéterminées; des moyens de codage de ladite information de référence dans une clé de référence; et - des moyens d'insertion de l'information supplémentaire dans ladite
image numérique.
Elle concerne également un dispositif d'extraction d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, insérée dans une image numérique, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de détection des points d'intérêt dans ladite image; - des moyens de sélection d'un sous-ensemble de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image selon des critères de sélection identiques à ceux utilisés lors de l'insertion de l'information supplémentaire dans l'image numérique originale; - des moyens de décodage d'une clé de référence pour extraire une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image numérique originale; - des moyens de calcul des paramètres de la transformation géométrique appliquée à l'image originale à partir dudit sous-ensemble de points d'intérêt et de l'information de référence extraite; - des moyens de recalage de l'image numérique par application d'une transformation géométrique inverse déterminée à partir des paramètres calculés; et - des moyens d'extraction de ladite information supplémentaire dans
l'image recalée.
Ces dispositifs d'insertion et d'extraction présentent des caractéristiques et des avantages analogues à ceux décrits précédemment dès lors qu'ils sont adaptés à mettre en oeuvre les procédés d'insertion et
d'extraction d'une information supplémentaire conformes à l'invention.
L'invention concerne également un ordinateur, un appareil de traitement d'un signal numérique tel qu'une image numérique, une imprimante numérique, un appareil photographique numérique et une caméra numérique comportant des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé d'insertion et/ou le procédé d'extraction, ou de manière analogue, comprenant un dispositif
d'insertion et/ou d'extraction.
Ces appareils présentent des avantages similaires à ceux décrits pour les procédés d'insertion et d'extraction d'une information supplémentaire
qu'ils mettent en oeuvre.
La présente invention vise également un moyen de stockage d'information, lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non à un dispositif d'insertion ou d'extraction, éventuellement amovible, qui mémorise un programme mettant en oeuvre le procédé d'insertion ou
d'extraction conforme à l'invention.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront
encore dans la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est un algorithme du procédé d'insertion conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 2 illustre l'application du procédé d'insertion conforme à l'invention à une image numérique; - la figure 3 est un schéma illustrant la modification d'un référentiel géométrique par similitude plane; - la figure 4 illustre la mise en oeuvre d'une transformée fréquentielle par blocs sur une image numérique; - la figure 5 est un algorithme du procédé d'extraction conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 6 illustre l'application du procédé d'extraction conforme à l'invention à une image numérique; - la figure 7 est un diagramme blocs illustrant un dispositif adapté à mettre en oeuvre les procédés d'insertion et d'extraction conformes à l'invention et - la figure 8 est une vue analogue à la figure 4 illustrant le choix d'un référentiel de modulation ayant comme origine un point du référentiel
géométrique choisi.
On va décrire tout d'abord le procédé d'insertion conforme à
l'invention dans un mode de réalisation préféré, en référence à la figure 1.
Ce procédé d'insertion a pour but d'insérer une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, dans une image numérique,
appelée dans la suite de la description image originale I.
De manière générale, I'insertion d'une signature numérique, assimilable à une marque ou un filigrane, permet d'insérer un sceau pour authentifier par exemple l'auteur ou la provenance d'une image numérique, même lorsque cette dernière a subi diverses opérations usuelles de traitement d'images numériques, telles que compression/décompression, conversion analogique/numérique et vice et versa ou diverses transformations géométriques. Le procédé d'insertion comporte tout d'abord une étape de détection El0 des points d'intérêt dans l'image originale I. On peut utiliser un détecteur de Harris tel que décrit dans l'article "A combined corner and edge detector" ( traduit en français par un détecteur combiné de coins et de bords) de C. Harris et ai, Proc. of the 4th Alvey Vision Conference. Bien entendu tout autre type de détecteur, et en particulier de détecteur offrant une robustesse accrue aux transformations géométriques
classiques peut être utilisé.
La détection est réalisée dans le domaine de la luminance.
Ces points d'intérêt correspondent, comme illustré sur la deuxième image de la figure 2, aux points de l'espace o les variations bidimensionnelles de l'intensité lumineuse sont importantes comme par exemple les coins formés
par les contours de l'image.
Un point d'intérêt correspond à un changement bidimensionnel du signal. Des exemples en sont les coins et les jonctions en T, mais aussi les endroits o la texture varie fortement. Les détecteurs de points d'intérêt peuvent être classés en plusieurs catégories: ceux fondés sur les contours, ceux fondés directement sur le signal en niveaux de gris et ceux fondés sur des modèles théoriques. Un état de l'art des détecteurs de points d'intérêt est décrit dans le document de thèse de Cordelia Schmid "Appariement d'images par invariants locaux de niveaux de gris application à l'indexation d'une base d'objets" Institut National Polytechnique de Grenoble, Juillet 1996. Le détecteur de Harris par exemple est un détecteur fondé sur le signal en niveau de gris. La mesure, c'est à dire la réponse du détecteur, qui indique s'il y a un point d'intérêt à un
endroit donné, est calculée directement à partir du signal.
Le procédé est le suivant: on calcule à chaque position une matrice liée à la fonction d'auto-corrélation du signal, préalablement lissé pour réduire l'influence du bruit, qui prend en compte les valeurs des dérivées premières du signal sur une fenêtre. Les valeurs propres de cette matrice sont les courbures principales de la fonction d'auto- corrélation. Si ces courbures sont grandes, ceci
indique la présence d'un point d'intérêt.
On obtient ainsi un ensemble de points d'intérêt que l'on peut éventuellement classer par ordre de confiance, en utilisant par exemple la
magnitude en sortie du détecteur.
Notons que la magnitude doit être comprise comme la réponse du détecteur de points d'intérêt et non comme l'amplitude, par exemple la
luminance, des pixels eux-mêmes.
Dans une deuxième étape E1 1, on sélectionne un sous-ensemble de
points d'intérêt, constitué d'un certain nombre m de points d'intérêt.
Ces points d'intérêt sélectionnés sont adaptés en particulier à définir un référentiel géométrique dans l'image I. A titre d'exemple, et comme illustré à la figure 3, le sous-ensemble de points d'intérêt choisi dans l'image originale comprend ici un triplet de points
d'intérêt A1, B1 et Ci.
Ce triplet de points d'intérêt est caractérisé par des grandeurs invariantes pour une classe de transformations géométriques prédéterminée, ici la classe des similitudes planes réalisées dans le plan de l'image I. On rappelle qu'une similitude plane est une transformation géométrique pouvant se décomposer en une combinaison d'une rotation d'angle 0, d'une translation de déplacement tx, ty suivant deux directions perpendiculaires, par exemple la direction verticale et la direction horizontale, et
d'un changement d'échelle selon un facteur d'homothétie k.
Des grandeurs invariantes pour les similitudes planes sont les angles
et les rapports de distance.
Dans une étape de calcul E14, on calcule ainsi une information de sélection, caractérisant le triplet de points choisis A1, B1 et C1, cetteinformation de sélection comprenant la valeur de l'angle a, dans l'intervalle compris entre 0 et a, compris entre les segments AIB1 et AlCI et un rapport de distance p égal par exemple au plus petit rapport de distance entre A1 B1 sur
A1C1 etAlCi surA1B1.
On peut noter ainsi:
( A1BI|| ||A1C
a = (A1IBIAICI) et p = min |[4 AICI I B1-| Une étape de codage E15 permet de coder de manière usuelle dans une clé de sélection Ki cette information de sélection constituée ici par la valeur des deux invariants géométriques a et p. Le triplet de points d'intérêt choisis est tel que les valeurs des grandeurs invariantes a et p caractérisent de manière unique le sous-ensemble de points d'intérêt A1, B1 et CI parmi l'ensemble des points d'intérêt détectés à
la première étape de détection E10.
On comprend qu'en augmentant le nombre de points d'intérêt choisis pour définir le référentiel géométrique, on augmente également la fiabilité de la
détection de ce référentiel lors de l'extraction ultérieure de la signature.
Cependant, un compromis doit être trouvé entre un nombre de points suffisant pour définir de manière fiable le référentiel géométrique et la quantité d'information de sélection qu'il convient de calculer, de stocker dans la clé Ki et ultérieurement de décoder. On calcule ensuite pour le référentiel géométrique ainsi sélectionné, dans une étape de calcul E12, une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image pour la classe
des transformations géométriques du type des similitudes planes.
Cette information de référence doit être suffisante pour permettre de calculer les paramètres de la transformation géométrique appliquée à l'image originale I et juste suffisante pour limiter la quantité d'information de référence à calculer et à stocker dans une clé de référence Kr lors d'une étape de codage
E13 mettant en oeuvre des techniques usuelles de codage d'information.
L'information de référence nécessaire et suffisante pour des transformations géométriques de types similitudes planes comprend quatre paramètres calculés à partir du référentiel géométrique, caractérisant un angle, par exemple l'angle 31 formé par le segment A1B1 avec la verticale, une distance dl égale par exemple à la distance A1B1 et les coordonnées d'un point d'origine du référentiel géométrique dans l'image numérique, par exemple du point A1. Cette information de référence peut également caractériser les coordonnées de deux points, par exemple A1 et B1, du référentiel géométrique
dans le plan de l'image numérique.
Cette information de référence peut même être limitée à deux paramètres caractérisant seulement l'angle 31 et la distance dl, le point d'intérêt A1 étant choisi comme origine du référentiel des modifications lors de
l'étape d'insertion ultérieure de l'information supplémentaire.
Ainsi, il n'est plus nécessaire d'estimer la translation dans le plan de l'image originale I. On procède ensuite à l'insertion proprement dite de l'information supplémentaire dans l'image originale I. La technique d'insertion ne sera pas décrite en détails ici car elle est bien connue de l'homme du métier. On pourra se reporter avantageusement par exemple au document EP 0 766 468 au nom de NEC CORPORATION dont
le contenu est incorporé par référence ici.
De manière générale, le principe de l'insertion d'une information supplémentaire dans une image numérique consiste à insérer cette information dans des caractéristiques correspondant à des composantes perceptuellement significatives. On peut distinguer deux classes de composantes: les composantes spatiales, dans le domaine de représentation en valeurs de pixel de l'image, et des composantes fréquentielles obtenues par transformation fréquentielle de l'image. Lorsque la technique d'insertion utilise une transformation fréquentielle de l'image, comme décrit dans le document EP 0 766 468, il est classique de transformer tout d'abord l'image originale, par exemple par une transformée cosinus discrète par blocs, puis de choisir des composantes perceptuellement significatives, par exemple en choisissant les coefficients spectraux de plus forte amplitude, de moduler la valeur de ces coefficients pour insérer l'information supplémentaire, puis d'opérer une transformation
fréquentielle inverse pour obtenir l'image marquée.
Dans ce mode de réalisation préférée de l'invention, et de manière non limitative, une étape de choix E16 de composantes perceptuellement significatives à modifier pour l'insertion de l'information supplémentaire est mise en oeuvre de telle sorte que les composantes perceptuellement significatives
sont choisies dans le voisinage des points d'intérêt sélectionnés.
Contrairement au procédé classique de marquage de données numériques, cette étape de choix de composantes perceptuellement significatives E16 est réalisée avant l'étape de transformation fréquentielle E17
de l'image numérique.
Cette étape de choix E16 peut être mise en oeuvre dès lors que la transformation fréquentielle utilisée est une transformée qui produit des composantes que l'on peut qualifier d'hybrides espace-fréquence, à la fois localisées dans l'espace et dans le domaine des fréquences. Tel est le cas des décomposition en ondelettes discrètes et des transformées en cosinus discrète
par blocs.
Comme illustré à la figure 4, lorsque la transformation fréquentielle utilisée est une transformée en cosinus discrète par blocs, on réalise tout d'abord un découpage en blocs, éventuellement de tailles régulières
(représentés en pointillés sur la figure 4).
Les points d'intérêt sélectionnés à l'étape de sélection Ell, représentés par des croix à la figure 4, permettent de choisir un certain nombre
de blocs ( en traits pleins) au voisinage de ces points d'intérêt.
En pratique, on choisit les blocs contenant au moins un point
d'intérêt sélectionné à l'étape de sélection El1l.
On notera également que le nombre de points sélectionnés à l'étape de sélection El peut être différent, et notamment supérieur au nombre de points d'intérêt sélectionnés pour définir un référentiel géométrique. Dans ce cas de figure, une information de sélection supplémentaire et une clé de sélection K'i pour coder celle-ci aux étapes E14 et E15 de calcul et de codage
devront être utilisés.
Cependant, pour éviter la multiplicité des clés, on considère dans cet exemple autant de points d'intérêt pour le recalage que pour l'insertion de l'information supplémentaire. Si l'on choisit pour le codage de l'information supplémentaire un nombre de points supérieur au nombre de points suffisant pour le recalage, par exemple six au lieu de trois points d'intérêt dans le cas du recalage de similitude planes, cette information supplémentaire sera de toute
façon bénéfique pour la robustesse du recalage.
Une étape de transformation fréquentielle E17 est alors mise en oeuvre sur les blocs sélectionnés afin d'obtenir les composantes spectrales de l'image. On notera que le choix préalable des composantes significatives perceptuellement grâce aux points d'intérêt sélectionnés permet de limiter la transformation fréquentielle aux blocs choisis, contrairement aux techniques classiques de marquage qui requièrent une transformation fréquentielle de
l'intégralité des blocs.
Dans cet exemple, une étape de modulation E18 est mise en oeuvre selon des techniques classiques pour l'homme du métier afin d'insérer I'information supplémentaire. Comme illustré à la figure 8, dans le cas d'une insertion dans le domaine fréquentiel ou spatio-fréquentiel, le référentiel de modulation dans le domaine transformé ne peut pas être directement relié au référentiel
géométrique. Par contre c'est la transformation du signal elle-même, c'est-à-
dire la transformée bloc en cosinus ou la transformée en ondelettes discrètes qui doit être définie par rapport au référentiel géométrique choisi, étant donné un référentiel de modulation fixé dans le domaine transformé. On choisira par exemple l'origine de la transformation du signal à l'origine A1 du référentiel géométrique choisi en considérant les axes horizontaux et verticaux comme
axes principaux de la transformation.
Les coordonnées des blocs sont alors définies dans ce référentiel de
modulation ayant pour origine le point d'intérêt sélectionné A1.
Une clé secrète Ks peut être utilisée afin de garantir ou d'augmenter la robustesse de l'insertion, cette clé Ks caractérisant soit le moyen d'insertion, soit la signature elle-même, par exemple en identifiant le germe d'une
séquence aléatoire qui constitue la signature proprement dite.
On obtient ensuite l'image marquée l* en opérant une décomposition fréquentielle inverse sur l'ensemble des composantes fréquentielles, modulées
ou non.
Comme illustré à la figure 2, ici quatre blocs ont été choisis pour l'insertion d'une information supplémentaire constituée d'une série de quatre
symboles Sl, S2, S3 et S4.
Une technique d'insertion d'une information supplémentaire pourrait également être mise en oeuvre en utilisant une décomposition en ondelettes
discrète.
On opère alors une transformation locale en ondelettes dans le voisinage des points d'intérêt choisis. Dans le cas d'une technique d'insertion nécessitant une décomposition en ondelettes de l'image entière, il est toujours possible, comme on l'a illustré sur la figure 4 pour une transformation bloc espace-fréquence, de relier la localisation des coefficients transformés à une localisation spatiale. Plus précisément, il s'agit de considérer la représentation de l'image l(n,m) en ondelettes qui peut s'écrire de la façon suivante: -m 1 4 I(n,) = y cxo (l, k)fx, (n - 2x l1 ni 2x k) + /,=1 0=2 I,k LE cC.o(l,k)f. e(n-2 ""'l,m-2X'"k) 0=1 I,k o X est l'indice de niveau de décomposition, O est l'orientation de la sous-bande (0=1 correspondant à la sous-bande passe-bas), les cx,e(I,k) sont les coefficients transformés et les fx, e(n,m) sont les fonctions de base de synthèse de la représentation. De ce point de vue, chaque coefficient transformé c,e(l,k) a une localisation spatiale définie dans l'espace pixel par le support de la fonction de base de synthèse fx,,O(n-2?1,m-21k). Ce support est habituellement fini puisqu'on utilise communément des filtres de transformation à réponse impulsionnelle finie. Un procédé possible d'insertion est alors de ne considérer pour la modulation que les coefficients dont le support de la fonction
de base de synthèse associée recouvre un point d'intérêt sélectionné.
De même, comme illustré sur la figure 4 pour une transformation de type bloc, la représentation image d'une telle transformation bloc peut également s'écrire de la manière suivante: M I(n, m) = E c,1 (1, k)f,j (n - 2 1, ni - 2M k) i=l,i=l I,k o i et j sont les indices du bloc transformé et M correspond à la taille du bloc. On considère également pour la modulation les coefficients dont le support de la fonction de base de synthèse associée recouvre un point d'intérêt
sélectionné pour l'insertion de l'information supplémentaire.
On va décrire à présent l'extraction de cette information supplémentaire dans une image d'entrée J. Cette image d'entrée J correspond à l'image marquée l* qui a pu subir des transformations éventuelles, par exemple une compression et décompression de l'image l* en vue de son stockage et une transformation
géométrique de type similitude plane.
De manière générale, on cherche à extraire la signature insérée pour la comparer à la signature réellement insérée par le procédé d'insertion et vérifier leur similitude pour authentifier l'image, son auteur ou son origine. Comme illustré à la figure 5, ce procédé d'extraction comporte tout d'abord une étape de détection E20 des points d'intérêt dans l'image J. Cette étape de détection E20 est identique à celle E10 décrite en
référence au procédé d'insertion.
Comme les points d'intérêt ont la particularité d'être sensiblement invariants à l'ensemble des traitements (transformation géométrique, transformation fréquentielle, compressionldécompression...) que peut subir l'image, on retrouve l'ensemble des points d'intérêt détectés dans l'image originale I. On choisit ensuite, dans une étape de sélection un sous-ensemble de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans l'image J. On utilise des critères de sélection identiques à ceux utilisés lors de l'insertion de l'information supplémentaire dans l'image numérique originale, lors
de l'étape de sélection E1 1.
Pour cela, une étape de décodage E22 de la clé de sélection Ki
permet de retrouver l'information de sélection.
Dans cet exemple, la valeur des invariants géométriques, I'angle ac et le rapport de distance p définis précédemment, permet de retrouver un triplet de points A2, B2 et C2 correspondant au référentiel géométrique A1, B1 et C1 qui
a subi une transformation géométrique du type similitude plane.
Une étape de décodage E23 de la clé de référence Kr permet d'extraire l'information de référence nécessaire pour déterminer la
transformation géométrique appliquée à l'image numérique originale.
Cette information de référence nécessaire est ici limitée à la valeur de l'angle P1 et la distance dl calculée à partir des points A1 et B1 et de la verticale. Une étape de calcul E24 des paramètres de la transformation
géométrique appliquée à l'image originale I est mise en ceuvre à partir du sous-
ensemble de points d'intérêt A2, B2 et C2 et de l'information de référence
extraite, I'angle 131 et la distance dl.
En pratique, on calcule la valeur de l'angle 32 formé par le segment
A2B2 avec la verticale et la distance d2 entre les points A2 et B2.
On peut alors calculer l'angle de rotation O et le facteur d'homothétie k caractérisant la similitude plane appliquée à l'image originale I par les formules suivantes: 0 = P1- P2 et k =AI' bS[_ On remarque d'ailleurs que deux points A1,B1 et A2, B2 suffisent pour déterminer les paramètres de la similitude plane, le troisième point C1 et C2 étant utilisés pour permettre une détection plus fiable des points d'intérêt
formant le référentiel géométrique à partir d'invariants géométriques.
Si plus de trois points ont été sélectionnés pour une plus grande robustesse du recalage, alors l'estimation des paramètres de la transformation
géométrique peut s'opérer par une procédure de type moindres carrés.
Comme illustré à la figure 6, on procède ensuite à un recalage de l'image J dans une étape E25, en appliquant à l'image J un facteur d'homothétie
k' inverse de k et une rotation d'angle O' opposé à l'angle 0.
k' = 1/k et O' = -0 On procède ensuite à l'extraction proprement dite de l'information
supplémentaire dans l'image recalée.
L'étape d'extraction d'une information supplémentaire comprend une étape de choix E26 de composantes perceptuellement significatives qui ont été dans cet exemple modulées pour l'insertion de l'information supplémentaire, ces composantes perceptuellement significatives étant choisies dans le
voisinage des points d'intérêt sélectionnés.
Une étape de transformation spatio-fréquentielle E27, ici en utilisant une transformation en cosinus discrète par blocs de l'image recalée, est mise en oeuvre après l'étape de choix E26 des composantes perceptuellement significatives. Ces étapes sont similaires aux étapes de choix E16 et de transformation fréquentielle E17 décrites pour le procédé d'insertion et ne sont pas décrites en détails ici. L'étape de choix E26 permet de retrouver les mêmes blocs qu'à
l'étape de choix E16 du procédé d'insertion, en utilisant le même sous-
ensemble de points sélectionnés à l'étape E21.
Une étape de démodulation E27 des composantes spectrales permet d'extraire la signature insérée, en utilisant la même clé Ks que celle utilisée
pour l'insertion de la signature.
Comme illustrée à la figure 6, l'étape de choix E26 permet de retrouver les blocs de l'image dans lesquels l'insertion de l'information supplémentaire à été réalisée et l'étape de démodulation permet d'extraire la
signature S' constituée des symboles S'1, S'2, S'3 et S'4.
Une étape de calcul classique de similitude entre l'ensemble Sl, S2, S3 et S4 et l'ensemble S'1, S'2, S'3 et S'4 permet d'authentifier ou non l'image J
comme correspondant bien à l'image I originale.
Les procédés ainsi décrits d'insertion et d'extraction d'une signature
peuvent être mis en oeuvre dans un dispositif tel qu'illustré à la figure 7.
Ce dispositif peut être par exemple un micro-ordinateur 10 adapté à mettre en oeuvre à la fois le procédé d'insertion et le procédé d'extraction
conformes à l'invention.
Bien entendu, des dispositifs peuvent ne mettre en oeuvre que l'un
ou l'autre de ces deux procédés.
L'ordinateur 10 comporte un microprocesseur 100, une mémoire morte 102 (en anglais Read Only Memory ou ROM) comportant un programme pour insérer et extraire une information supplémentaire et une mémoire vive (en anglais Random Access Memory ou RAM) comportant des registres pour
enregistrer des variables modifiées au cours de l'exécution du programme.
Un dispositif d'insertion et un dispositif d'extraction sont incorporés
dans le microprocesseur 100.
* Le dispositif d'insertion comporte notamment: - des moyens de détection des points d'intérêt dans l'image; - des moyens de sélection d'un sousensemble de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans l'image; - des moyens de calcul d'une information de sélection du sous- ensemble de points d'intérêt; - des moyens de codage de l'information de sélection dans une clé de sélection; - des moyens de calcul pour le référentiel géométrique d'une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image pour une classe de transformations géométriques prédéterminées; des moyens de codage de l'information de référence dans une clé de référence; et - des moyens d'insertion de l'information supplémentaire dans l'image numérique comprenant des moyens de choix de composantes perceptuellement significatives à modifier pour l'insertion de l'information supplémentaire adaptés à choisir les composantes perceptuellement significatives dans le voisinage des points d'intérêt sélectionnés, et des moyens
de transformation spatio-fréquentielle de l'image numérique.
Le dispositif d'extraction comporte notamment: - des moyens de détection des points d'intérêt dans une image; - des moyens de décodage d'une clé de sélection pour extraire une information de sélection d'un sous- ensemble de points d'intérêt; - des moyens de sélection d'un sous-ensemble de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans l'image selon des critères de sélection identiques à ceux utilisés lors de l'insertion de l'information supplémentaire dans l'image numérique originale; - des moyens de décodage d'une clé de référence pour extraire une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image numérique originale; - des moyens de calcul des paramètres de la transformation géométrique appliquée à l'image originale à partir du sous-ensemble de points d'intérêt et de l'information de référence extraite; - des moyens de recalage de l'image numérique par application d'une transformation géométrique inverse déterminée à partir des paramètres calculés; et - des moyens d'extraction de l'information supplémentaire dans l'image recalée comprenant des moyens de choix de composantes perceptuellement significatives modifiées pour l'insertion de l'information supplémentaire adaptés à choisir les composantes perceptuellement significatives dans le voisinage des points d'intérêt sélectionnés, et des moyens
de transformation spatio-fréquentielle de l'image numérique.
L'ordinateur 10 peut être connecté à différents périphériques, par exemple une caméra numérique 107 (ou un scanner, un appareil photographique numérique ou tout autre appareil d'acquisition ou de stockage d'images), reliée à une carte graphique et adaptée à fournir des images numériques à marquer d'une signature ou à authentifier à partir d'une signature insérée. L'ordinateur 10 comporte une interface de communication 112 reliée à un réseau 113 apte à transmettre des informations numériques à marquer
d'une signature ou à authentifier.
Un moyen de stockage tel qu'un disque dur 108 ou une disquette peuvent également comporter des données numériques à marquer ou à
authentifier par les procédés d'insertion et d'extraction conformes à l'invention.
Un lecteur de disquette 109 est prévue pour lire les disquettes 110.
Le programme adapté à mettre en oeuvre les procédés d'insertion et d'extraction peut être stocké sur le disque dur 108. Il peut également être stocké sur une disquette 110, puis une fois lu par l'ordinateur, stocké sur le
disque dur 108.
A titre de variante, le programme peut être transmis par le réseau de
communication 113, et une fois lu, stocké sur le disque dur 108.
L'ordinateur 10 possède en outre un écran 104 permettant de visualiser les informations à marquer ou servant d'interface avec un utilisateur qui pourra par exemple choisir de manière interactive les points d'intérêt
définissant le référentiel géométrique.
Un clavier 105 ou tout autre moyen (une souris par exemple) permet
à l'utilisateur de communiquer avec l'ordinateur 10.
Le microprocesseur ou unité centrale 100 va exécuter les instructions relatives à la mise en oeuvre des procédés d'insertion et
d'extraction conformes à l'invention.
Lors de la mise sous tension de l'ordinateur 10, les programmes stockés dans une des mémoires non volatiles, par exemple la mémoire morte 102, sont transférés dans la mémoire vive 103 qui contiendra alors le code exécutable pour l'insertion d'une information supplémentaire ou l'extraction d'une information insérée, ainsi que les variables nécessaires à la mise en
oeuvre des programmes.
La mémoire vive 103 comporte notamment des registres pour stocker l'ensemble des points d'intérêt détectés, le sous-ensemble choisi et la clé de sélection Ki, la clé de référence Kr, le choix des composantes perceptuellement significatives et la clé secrète Ks. Elle comporte également des registres pour stocker en outre l'information de sélection décodée, les paramètres de la transformation géométrique à inverser et la signature extraite s'. Le bus de communication 101 permet la communication entre les différents sous-éléments de l'ordinateur 10 ou liés à lui. La représentation du bus 101 n'est pas limitative et notamment l'unité centrale ou microprocesseur est susceptible de communiquer des instructions à tout sous-élément de
l'ordinateur 10 directement ou par l'intermédiaire d'un autre sousélément.
Bien entendu, de nombreuses modifications pourraient être apportées à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus sans sortir du cadre de
I'invention.
Ainsi, le choix de points d'intérêt pour définir un référentiel géométrique et le stockage d'une information de référence pour recaler l'image avant l'extraction de la signature insérée peut être mis en oeuvre sans que le choix des composantes significatives pour l'insertion de la signature n'utilise un sous-ensemble de points d'intérêt. En particulier, le choix des composantes perceptuellement significatives peut être réalisé de manière classique après décomposition spectrale de l'image numérique, en choisissant les composantes
fréquentielles de plus forte magnitude.
Par ailleurs, la sélection des points d'intérêt dans l'image peut être réalisée de manière interactive par un opérateur, par exemple à l'aide du clavier ou de la souris connectés à un ordinateur comportant un dispositif d'insertion et d'extraction d'une signature numérique. L'information de sélection comprend alors les critères de cette sélection interactive guidée par l'opérateur et peut
être codé dans une clé de sélection Ki comme décrit précédemment.
On pourrait également envisager que la sélection des points d'intérêt soit réalisée en comparant leur magnitude calculée à partir de l'amplitude mesurée par le détecteur de points d'intérêt de telle sorte que l'on sélectionne un certain nombre m de points d'intérêt de plus fortes magnitudes, par exemple
3 points.
Le même principe de recalage peut également s'appliquer à d'autres types de transformations géométriques telles que les transformations affines ou
projectives pour lesquelles il existe aussi des invariants géométriques.
Néanmoins ces transformations ayant plus de paramètres, il est nécessaire de
considérer un plus grand nombre de points d'intérêt.
En outre, les procédés d'insertion et d'extraction conformes à l'invention s'appliquent également avec des techniques d'insertion d'une information supplémentaire par modification de coefficients selon une règle
prédéterminée, connue au décodeur.
Claims (47)
1. Procédé d'insertion d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, dans une image numérique (1), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - détection (ElO) des points d'intérêt dans ladite image (1); - sélection (El 1) d'un sous-ensemble de points d'intérêt (AI, BI, Cl) adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image (1); - calcul (E12) pour le référentiel géométrique d'une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image pour une classe de transformations géométriques prédéterminées; - codage (E13) de ladite information de référence dans une clé de référence (Kr); et - insertion (E16 - E19) de l'information supplémentaire dans ladite
image numérique (1).
2. Procédé d'insertion conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'information de référence nécessaire et suffisante pour des transformations géométriques de types similitudes planes comprend quatre
paramètres calculés à partir du référentiel géométrique.
3. Procédé d'insertion conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits quatre paramètres définissent un angle (11), une distance (dl) et les coordonnées d'un point d'origine (AI) du référentiel géométrique dans l'image numérique ou les coordonnées de deux points du référentiel
géométrique dans l'image numérique.
4. Procédé d'insertion conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'information de référence est limitée à deux paramètres définissant un angle (f31) et une distance (dl), un point d'intérêt prédéterminé (AI) parmi le sous-ensemble de points d'intérêt sélectionnés (Ai, BI, CI) étant choisi comme origine du référentiel des modifications lors de l'étape d'insertion de l'information supplémentaire.
5. Procédé d'insertion conforme à l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de calcul (E14) d'une information de sélection dudit sous-ensemble de points d'intérêt et une étape de codage (E15) de ladite information de sélection dans une clé de sélection (Ki). 6. Procédé d'insertion conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'information de sélection comprend des grandeurs invariantes (aE, p) pour ladite classe de transformations géométriques prédéterminées, la valeur des grandeurs invariantes caractérisant de manière unique un sous-ensemble
de points d'intérêt (A1, B1, C1) dans ladite image.
7. Procédé d'insertion conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le sous-ensemble de points d'intérêt comprend un triplet de points d'intérêt (A1, B1, CI) et en ce que l'information de sélection comprend un angle (a) et un rapport de distance (p) caractérisant ledit triplet de points d'intérêt pour
des transformations géométriques de types similitudes planes.
8. Procédé d'insertion conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'information de sélection comprend des critères d'une sélection
interactive guidée par un opérateur.
9. Procédé d'insertion conforme à l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'à l'étape de sélection, les points d'intérêt de plus fortes
magnitudes en sortie d'un détecteur de points d'intérêt sont sélectionnés.
10. Procédé d'insertion conforme à l'une des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que l'étape d'insertion d'une information supplémentaire comprend une étape de choix (E16) de composantes perceptuellement significatives à modifier pour l'insertion de l'information supplémentaire, lesdites composantes perceptuellement significatives étant choisies dans le voisinage
desdits points d'intérêt sélectionnés (A1, B1, Cl).
11. Procédé d'insertion conforme à la revendication 10, caractérisé
en ce que l'étape d'insertion comprend une étape de transformation spatio-
fréquentielle (E17) de l'image numérique (I) après l'étape de choix (E16) des
composantes perceptuellement significatives.
12. Procédé d'extraction d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, insérée dans une image numérique (J), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - détection (E20) des points d'intérêt dans ladite image (J); - sélection (E21) d'un sous-ensemble de points d'intérêt (A2, B2, C2) adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image (J) selon des critères de sélection identiques à ceux utilisés lors de l'insertion de l'information supplémentaire dans l'image numérique originale (I); - décodage (E23) d'une clé de référence (Kr) pour extraire une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image numérique originale; calcul (E24) des paramètres de la transformation géométrique appliquée à l'image originale (I) à partir dudit sous-ensemble de points d'intérêt d'intérêt (A2, B2, C2) et de l'information de référence extraite; recalage (E25) de l'image numérique par application d'une transformation géométrique inverse déterminée à partir des paramètres calculés; et extraction (E26 - E28) de ladite information supplémentaire (S')
dans l'image recalée.
13. Procédé d'extraction conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que l'information de référence comprend quatre paramètres caractérisant un angle (P1), une distance (dl) et les coordonnées d'un point d'origine (A1) dudit référentiel géométrique ou les coordonnées de deux points dudit référentiel géométrique, et en ce qu'à l'étape de calcul (E24), les paramètres de la transformation géométrique sont, pour des transformations géométriques de types similitudes planes, un angle de rotation (0), un facteur d'homothétie (k) et un déplacement (tx, ty) en translation suivant deux directions perpendiculaires
de l'image numérique.
14. Procédé d'extraction conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que l'information de référence est limitée à deux paramètres caractérisant un angle (,1) et une distance (dl) et en ce qu'à l'étape de calcul (E24), les paramètres de la transformation géométrique sont un angle de rotation (0) et un
facteur d'homothétie (k), un point d'intérêt prédéterminé (A2) parmi le sous-
ensemble de points d'intérêt sélectionnés étant choisi comme origine du référentiel des modifications lors de l'étape d'extraction de l'information
supplémentaire dans l'image recalée.
15. Procédé d'extraction conforme à l'une des revendications 12 à
14, caractérisé en ce que l'étape de sélection comporte une étape de décodage (E22) d'une clé de sélection (Ki) pour extraire une information de sélection dudit
sous-ensemble de points d'intérêt (A2, B2, C2).
16. Procédé d'extraction conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que l'information de sélection comprend des grandeurs invariantes (a, p) pour une classe de transformations géométriques prédéterminées, la valeur des grandeurs invariantes (Oa, p) caractérisant de manière unique un sous-ensemble
de points d'intérêt dans ladite image.
17. Procédé d'extraction conforme à la revendication 16, caractérisé en ce que le sous-ensemble de points d'intérêt comprend un triplet de points d'intérêt (A2, B2, C2) et en ce que l'information de sélection comprend un angle (a) et un rapport de distance (p) caractérisant ledit triplet de points d'intérêt (A2,
B2, C2) pour des transformations géométriques de types similitudes planes.
18. Procédé d'extraction conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que l'information de sélection comprend des critères d'une sélection
interactive guidée par un opérateur.
19. Procédé d'extraction conforme à l'une des revendications 12 à
14, caractérisé en ce qu'à l'étape de sélection (E21), les points d'intérêt de plus
fortes magnitudes en sortie d'un détecteur de points d'intérêt sont sélectionnés.
20. Procédé d'extraction conforme à l'une des revendications 12 à
19, caractérisé en ce que l'étape d'extraction d'une information supplémentaire comprend une étape de choix (E26) de composantes perceptuellement significatives modifiées pour l'insertion de l'information supplémentaire, lesdites composantes perceptuellement significatives étant choisies dans le voisinage
desdits points d'intérêt sélectionnés (A2, B2, C2).
21. Procédé d'extraction conforme à la revendication 20, caractérisé
en ce que l'étape d'extraction comprend une étape de transformation spatio-
fréquentielle (E27) de l'image numérique après l'étape de choix des
composantes perceptuellement significatives.
22. Dispositif d'insertion d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, dans une image numérique, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de détection des points d'intérêt dans ladite image; - des moyens de sélection (100, 102, 103) d'un sous- ensemble (A1, BI, Cl) de points d'intérêt adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image (I); - des moyens de calcul (100, 102, 103) pour le référentiel géométrique d'une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image pour une classe de transformations géométriques prédéterminées; - des moyens de codage (100, 102, 103) de ladite information de référence dans une clé de référence (Kr); et - des moyens d'insertion (100, 102, 103) de l'information
supplémentaire dans ladite image numérique (I).
23. Dispositif d'insertion conforme à la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de calcul (100, 102, 103) d'une information de sélection dudit sous-ensemble de points d'intérêt (A1, B1, Cl) et des moyens de codage (100, 102, 103) de ladite information de sélection dans
une clé de sélection (Ki).
24. Dispositif d'insertion conforme à l'une des revendications 22 ou
23, caractérisé en ce que les moyens d'insertion d'une information supplémentaire comprennent des moyens de choix (100, 102, 103) de composantes perceptuellement significatives à modifier pour l'insertion de l'information supplémentaire adaptés à choisir lesdites composantes perceptuellement significatives dans le voisinage desdits points d'intérêt sélectionnés. 25. Dispositif d'insertion conforme à la revendication 24, caractérisé en ce que les moyens d'insertion comprennent des moyens de transformation
spatio-fréquentielle (100, 102, 103) de l'image numérique (I).
26. Dispositif d'insertion conforme à l'une des revendications 22 à 25,
caractérisé en ce qu'il est incorporé dans un microprocesseur (100), une mémoire morte (102) comportant un programme pour insérer une information supplémentaire dans une image numérique (I) et une mémoire vive (103) comportant des registres adaptés à enregistrer des variables modifiées au
cours de l'exécution du programme.
27. Dispositif d'extraction d'une information supplémentaire, telle qu'une signature numérique, insérée dans une image numérique, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de détection (100, 102, 103) des points d'intérêt dans ladite image (J); - des moyens de sélection (100, 102, 103) d'un sous-ensemble de points d'intérêt (A2, B2, C2) adapté à définir un référentiel géométrique dans ladite image (J) selon des critères de sélection identiques à ceux utilisés lors de l'insertion de l'information supplémentaire dans l'image numérique originale (I); - des moyens de décodage (100, 102, 103) d'une clé de référence (Kr) pour extraire une information de référence nécessaire pour déterminer la transformation géométrique appliquée à l'image numérique originale (I); - des moyens de calcul (100, 102, 103) des paramètres de la
transformation géométrique appliquée à l'image originale à partir dudit sous-
ensemble de points d'intérêt (A2, B2, C2) et de l'information de référence extraite; - des moyens de recalage (100, 102, 103) de l'image numérique (J) par application d'une transformation géométrique inverse déterminée à partir des paramètres calculés; et - des moyens d'extraction (100, 102, 103) de ladite information
supplémentaire dans l'image recalée.
28. Dispositif d'extraction conforme à la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de décodage (100, 102, 103) d'une
clé de sélection pour extraire une information de sélection (Ki) dudit sous-
ensemble de points d'intérêt (A2, B2, C2).
29. Dispositif d'extraction conforme à l'une des revendications 27 ou
28, caractérisé en ce que les moyens d'extraction d'une information supplémentaire comprennent des moyens de choix (100, 102, 103) de composantes perceptuellement significatives modifiées pour l'insertion de l'information supplémentaire adaptés à choisir lesdites composantes perceptuellement significatives dans le voisinage desdits points d'intérêt sélectionnés. 30. Dispositif d'extraction conforme à la revendication 29, caractérisé en ce que les moyens d'extraction comprennent des moyens de transformation
spatio-fréquentielle (100, 102, 103) de l'image numérique.
31. Dispositif d'extraction conforme à l'une des revendications 27 à
, caractérisé en ce qu'il est incorporé dans un microprocesseur (100), une mémoire morte (102) comportant un programme pour extraire une information secrète et une mémoire vive (103) comportant des registres adaptés à
enregistrer des variables modifiées au cours de l'exécution du programme.
32. Ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés
à mettre en oeuvre le procédé d'insertion conforme à l'une des revendications 1
à 11. 33. Ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés
à mettre en oeuvre le procédé d'extraction conforme à l'une des revendications
12 à 21.
34. Ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif
d'insertion conforme à l'une des revendications 22 à 26.
35. Ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif
d'extraction conforme à l'une des revendications 27 à 31.
36. Appareil de traitement d'un signal numérique tel qu'une image numérique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés à mettre en
oeuvre le procédé d'insertion conforme à l'une des revendications 1 à 11.
37. Appareil de traitement d'un signal numérique tel qu'une image numérique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés à mettre en
oeuvre le procédé d'extraction conforme à l'une des revendications 12 à 21.
38. Appareil de traitement d'un signal numérique tel qu'une image numérique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'insertion conforme à
l'une des revendications 22 à 26.
39. Appareil de traitement d'un signal numérique tel qu'une image numérique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'extraction conforme
à l'une des revendications 27 à 31.
40. Imprimante numérique, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé d'insertion conforme à 'une des
revendications 1 à 11.
41. Imprimante numérique, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé d'extraction conforme à l'une
des revendications 12 à 21.
42. Imprimante, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif
d'insertion conforme à l'une des revendications 22 à 26.
43. Imprimante, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif
d'extraction conforme à l'une des revendications 27 à 31.
44. Appareil photographique numérique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé d'insertion
conforme à l'une des revendications 1 à 11.
45. Appareil photographique numérique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé d'extraction
conforme à l'une des revendications 12 à 21.
46. Appareil photographique numérique, caractérisé en ce qu'il
comprend un dispositif d'insertion conforme à l'une des revendications 22 à 26.
47. Appareil photographique numérique, caractérisé en ce qu'il
comprend un dispositif d'extraction conforme à l'une des revendications 27 à
31. 48. Caméra numérique, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé d'insertion conforme à l'une des
revendications 1 à 11.
49. Caméra numérique, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens adaptés mettre en oeuvre le procédé d'extraction conforme à l'une des
revendications 12 à 21.
50. Caméra numérique, caractérisée en ce qu'elle comprend un
dispositif d'insertion conforme à l'une des revendications 22 à 26.
51. Caméra numérique, caractérisée en ce qu'elle comprend un
dispositif d'extraction conforme à l'une des revendications 27 à 31.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| FR9901853A FR2789784B1 (fr) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Procede d'insertion et d'extraction d'une signature numerique |
| US09/498,358 US6792128B1 (en) | 1999-02-16 | 2000-02-04 | Method of inserting and extracting a digital signature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9901853A FR2789784B1 (fr) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Procede d'insertion et d'extraction d'une signature numerique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2789784A1 true FR2789784A1 (fr) | 2000-08-18 |
| FR2789784B1 FR2789784B1 (fr) | 2001-04-27 |
Family
ID=9542073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9901853A Expired - Fee Related FR2789784B1 (fr) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Procede d'insertion et d'extraction d'une signature numerique |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2846829A1 (fr) * | 2002-11-04 | 2004-05-07 | Canon Kk | Procede de tatouage d'une image numerique et procede de detection d'une information de marquage |
-
1999
- 1999-02-16 FR FR9901853A patent/FR2789784B1/fr not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MAES ET VAN OVERVELD: "DIGITAL WATERMARKING BY GEOMETRIC WARPING", PROCEEDINGS OF ICIP98 INTERNATIONAL CONFERENCE ON IMAGE PROCESSING, vol. 2, 4 October 1998 (1998-10-04) - 7 October 1998 (1998-10-07), new-york NY US, pages 424 - 426, XP002116542 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2846829A1 (fr) * | 2002-11-04 | 2004-05-07 | Canon Kk | Procede de tatouage d'une image numerique et procede de detection d'une information de marquage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2789784B1 (fr) | 2001-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
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