FR2816153A1 - Procede de controle prealable de la detectabilite d'un signal de marquage - Google Patents
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Abstract
Un procédé de contrôle préalable de la détectabilité d'un signal de marquage inséré par modulation dans un ensemble de coefficients (b) représentatifs par exemple d'une image numérique (I), comprend une étape de simulation (E44) d'une distorsion sur l'ensemble de coefficients modulés (Xj s ), la distorsion correspondant à un niveau de compression donné de l'ensemble de coefficients avant modulation, déterminé par optimisation d'un rapport débit/ distorsion; une étape de calcul (E45) d'un test de détectabilité (ts ) sur l'ensemble de coefficients modulés après distorsion; et une étape de comparaison (E47) du test de détectabilité à une valeur seuil de détection (T).Utilisation notamment pour insérer un signal de marquage lors de la compression d'une image numérique.
Description
La présente invention concerne un procédé de contrôle préalable de
la détectabilité d'un signal de marquage.
Elle concerne également un procédé de détermination d'une partition d'un ensemble de coefficients, pour insérer un signal de marquage avec
contrôle préalable de la détectabilité de ce signal de marquage.
Elle concerne aussi un procédé d'insertion d'un signal de marquage lors de la compression d'un ensemble de coefficients représentatifs d'une
image numérique.
De manière générale, la présente invention concerne le marquage de données, représentatives par exemple d'une image numérique, avec un contrôle a priori de la détectabilité du signal de marquage après compression
des données.
Plus précisement, on s'intéresse ici à l'application d'une méthode de marquage utilisée en même temps qu'une méthode de compression optimisée
en terme de débit/distorsion.
On utilise fréquemment les techniques de marquage (tatouage ou en anglais "watermarking") pour insérer une information dans une image numérique. Cette information peut permettre par exemple d'authentifier un droit
d'auteur sur l'image.
En pratique, cette technique d'insertion consiste à modifier certains coefficients représentatifs d'une image numérique, de manière imperceptible
mais décodable ultérieurement.
On s'intéresse ici aux méthodes d'insertion dites robustes, c'est-à-
dire que le signal de marquage inséré peut être décodé après diverses
distorsions subies par l'image, et en particulier après compression.
Plus précisément, il s'agit ici d'une méthode de marquage statistique, fondée sur la faible modification pseudo-aléatoire d'un certain nombre de coefficients représentatifs d'au moins une partie d'une image numérique pour insérer un bit d'information. Dans ce type de méthode statistique, le décodage est réalisé en appliquant un test statistique, fondé sur une mesure de corrélation, pour détecter la présence d'un signal pseudoaléatoire inséré dans les données numériques. Le test statistique ainsi réalisé permet d'associer une mesure de
confiance au décodage.
On connaît une méthode d'insertion d'un signal de marquage robuste qui permet de garantir une probabilité de détection correcte fixée, telle que décrite dans la demande de brevet EP 1 043 687 -au nom de la Demanderesse. L'insertion du signal de marquage est réalisée dans un domaine transformé des coefficients numériques (par exemple après une transformation
en ondelettes discrète).
On détermine les conditions rendant possible l'insertion par modulation d'un signal de marquage en respectant les critères de détectabilité
et d'imperceptibilité.
Pour cela, une fonction calculatoire intégrant un bruit additif est utilisée, ce bruit additif, décorrélé des coefficients, permettant de modéliser une
distorsion appliquée aux coefficients.
Cette distorsion théorique n'est cependant ni adaptée à l'image
traitée, ni à la technique de compression utilisée pour coder l'image.
En particulier, le bruit additif ne modélise pas réellement une
compression mais plutôt une perturbation lors d'une transmission de l'image.
La présente invention a pour but de proposer une méthode de contrôle de la détectabilité d'un signal de marquage permettant de garantir la robustesse du signal de marquage inséré pour un niveau de compression prédéterminé. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de contrôle préalable de la détectabilité d'un signal de marquage inséré par modulation
dans un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique.
Selon l'invention, ce procédé de contrôle préalable comprend les étapes suivantes: - simulation d'une distorsion sur l'ensemble de coefficients modulés, ladite distorsion correspondant à un niveau de compression donné dudit ensemble de coefficients avant modulation, déterminé par optimisation d'un rapport débit/distorsion; - calcul d'un test de détectabilité sur l'ensemble de coefficients modulés après distorsion; et - comparaison du test de détectabilité à une valeur seuil de
détection.
Grâce à la simulation d'une distorsion sur les coefficients modulés, on peut contrôler a priori la détectabilité du signal de marquage inséré après
compression des données numériques.
Autrement dit, on contrôle ainsi l'effet de la compression sur la
décodabilité du signal de marquage inséré.
En pratique, on s'assure que la probabilité de détection de chaque bit d'information inséré est supérieure à une valeur seuil de détection prédéterminée. Selon une caractéristique préférée de l'invention, à l'étape de simulation, la distorsion est une quantification de chaque coefficient modulé
d'un pas prédéterminé correspondant à un nombre limite de passes de codage.
La simulation de la distorsion est ainsi mise en oeuvre en tronquant les coefficients modulés à un nombre de passes de codage donné, déterminé au préalable par optimisation du rapport débit/distorsion lors d'un codage des
coefficients avant modulation.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, le procédé de contrôle préalable de la détectabilité comprend les étapes suivantes: modulation d'un ensemble de coefficients par insertion d'une part d'un bit d'information, et d'autre part du bit inverse d'information; - calcul d'un test de détectabilité d'une part pour l'insertion dudit bit d'information, et d'autre part pour l'insertion du bit inverse d'information sur l'ensemble de coefficients modulés après l'étape de simulation d'une distorsion; - détermination de la valeur minimale, en valeur absolue, desdits tests de détectabilité; et - comparaison de ladite valeur minimale avec une valeur seuil de détection. On peut ainsi s'assurer de la détectabilité d'un bit d'information après
compression, à la fois pour l'insertion d'un (+1) et pour l'insertion d'un (-1).
On notera que, bien qu'utilisant une méthode statistique par modulation, la mise en oeuvre ainsi proposée rend cette méthode quasi déterministe. En effet, cette méthode utilise un test de détection statistique, mais le résultat de ce test de détection pour un niveau de compression donné
est contrôlé de manière quasi déterministe.
Selon un deuxième aspect de l'invention, un procédé de détermination d'une partition d'un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique pour insérer un signal de marquage comprend les étapes suivantes: - modulation de l'ensemble de coefficients pour insérer un bit d'information; - contrôle préalable de la détectabilité du bit d'information inséré par le procédé de contrôle de la détectabilité conforme au premier aspect de l'invention; et - découpage de l'ensemble de coefficients en sous-ensembles de coefficients distincts si le test de détectabilité calculé est supérieur à la valeur
seuil de détection.
On peut ainsi réaliser une partition adaptative d'un ensemble de coefficients représentatifs par exemple d'une image numérique, à partir d'un critère de détectabilité, afin d'optimiser le nombre de régions distinctes de l'image dans lesquelles peut être inséré un bit d'information du signal de
marquage.
Ce procédé de détermination d'une partition d'un ensemble de coefficients permet d'estimer la capacité d'insertion de cet ensemble de coefficients avec une probabilité de détection correcte et pour un niveau de
compression fixé.
Selon un troisième aspect de l'invention, un procédé d'insertion d'un signal de marquage lors de la compression d'un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique comprend les étapes suivantes: transformation spatio-fréquentielle dudit ensemble de coefficients; partition en sous-ensembles dudit ensemble de coefficients; - mémorisation des coefficients desdits sous-ensembles; - codage entropique par plans de bits successifs des coefficients desdits sous-ensembles; - détermination d'un point limite de codage correspondant à un nombre limite de passes de codage sur chaque sous-ensemble de coefficients, déterminé par optimisation d'un rapport débit/distorsion;
- mémorisation desdits points limites de codage pour chaque sous-
ensemble de coefficients; - insertion par modulation d'un signal de marquage sur les coefficients desdits sous-ensembles mémorisés, après contrôle de la détectabilité dudit signal de marquage inséré selon le procédé de contrôle préalable de la détectabilité conforme au premier aspect de l'invention; et - codage entropique par plans de bits successifs desdits
coefficients modulés.
La présente invention permet de réaliser le marquage en même
temps que la compression d'un signal numérique.
L'insertion du signal de marquage avec contrôle préalable de sa détectabilité peut ainsi être réalisée directement lors de la compression par exemple d'une image numérique, en requérant un minimum d'étapes supplémentaires. Selon une caractéristique préférée de ce procédé d'insertion d'un signal de marquage, à l'étape d'insertion, une étape de détermination d'une partition est mise en oeuvre sur chaque sous-ensemble de coefficients mémorisés selon le procédé de détermination d'une partition conforme au
deuxième aspect de l'invention.
On peut ainsi réaliser, simultanément à la compression du signal numérique, une partition de celui-ci en plusieurs supports d'insertion valides sur lesquels la détectabilité du bit d'information inséré peut être assurée a priori
pour un niveau de compression donné.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'étape de codage entropique par plans de bits d'un sous-ensemble de coefficients modulés est
mise en oeuvre jusqu'au point limite de codage mémorisé pour ledit sous-
ensemble. Il n'est ainsi pas nécessaire d'effectuer le codage entropique sur tous les plans de bits de chaque sous-ensemble de coefficients modulés. Il suffit d'encoder seulement les plans de bits qui seront retenus après compression
des coefficients modulés.
La présente invention concerne également un dispositif de contrôle préalable de la détectabilité d'un signal de marquage inséré par modulation
dans un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique.
Ce dispositif de contrôle comprend: - des moyens de simulation d'une distorsion sur l'ensemble de coefficients modulés, ladite distorsion correspondant à un niveau de compression donné dudit ensemble de coefficients avant modulation, déterminé par optimisation d'un rapport débit/distorsion; - des moyens de calcul d'un test de détectabilité sur l'ensemble de coefficients modulés après distorsion; et - des moyens de comparaison du test de détectabilité à une valeur
seuil de détection.
Ce dispositif de contrôle préalable de la détectabilité présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment pour le procédé de contrôle préalable de la détectabilité conforme au premier aspect
de l'invention.
De même, la présente invention concerne un dispositif de détermination d'une partition d'un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique pour insérer un signal de marquage, comprenant: - des moyens de modulation dudit ensemble de coefficients pour insérer un bit d'information; - des moyens de contrôle préalable de la détectabilité du bit d'information inséré selon le procédé de la détectabilité conforme au premier aspect de l'invention; et
- des moyens de découpage de l'ensemble de coefficients en sous-
ensembles de coefficients distincts si le test de détectabilité calculé est
supérieur à la valeur seuil de détection.
Ce dispositif de détermination d'une partition présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment pour le
procédé de détermination conforme au deuxième aspect de l'invention.
Enfin, la présente invention concerne un dispositif d'insertion d'un signal de marquage lors de la compression d'un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique, comprenant: - des moyens de transformation spatio-fréquentielle dudit ensemble de coefficients; - des moyens de partition en sous-ensembles dudit ensemble de coefficients;
- des moyens de mémorisation des coefficients desdits sous-
ensemble; - des moyens de codage entropique par plans de bits successifs des coefficients desdits sous-ensembles; - des moyens de détermination d'un point limite de codage
correspondant à un nombre limite de passes de codage sur chaque sous-
ensemble de coefficients, déterminé par optimisation d'un rapport débit/distorsion; - des moyens de mémorisation desdits points limites de codage pour chaque sous-ensemble de coefficients; - des moyens d'insertion par modulation d'un signal de marquage sur les coefficients desdits sous-ensembles mémorisés, après contrôle de la détectabilité dudit signal de marquage inséré selon le procédé de contrôle préalable de la détectabilité conforme au premier aspect de l'invention; et - des moyens de codage entropique par plans de bits successifs
desdits coefficients modulés.
Ce dispositif d'insertion d'un signal de marquage présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment pour le procédé d'insertion d'un signal de marquage conforme au troisième aspect de
I'invention.
La présente invention vise également un ordinateur et un appareil de traitement d'une image numérique, tel qu'une caméra ou un appareil photographique numérique, adaptés à mettre en oeuvre le procédé de contrôle préalable de la détectabilité d'un signal de marquage et/ou un procédé de détermination d'une partition et/ou un procédé d'insertion d'un signal de
marquage conformes à l'invention.
Enfin, la présente invention concerne un programme d'ordinateur lisible par un microprocesseur, comprenant des portions de code logiciel adaptées à mettre en oeuvre le procédé de contrôle préalable de la détectabilité et/ou le procédé de détermination d'une partition et/ou le procédé d'insertion d'un signal de marquage conformes à l'invention lorsque ledit programme est
chargé sur un ordinateur.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront
encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est un algorithme illustrant une méthode de compression et de marquage d'une image numérique conforme à un mode de réalisation de l'invention; les figures 2 et 3 sont des schémas explicatifs illustrant la méthode de compression utilisée à la figure 1; - la figure 4 est un algorithme détaillant l'étape d'insertion d'un signal de marquage de la figure 1; la figure 5 est un algorithme détaillant l'étape d'estimation d'une capacité globale à la figure 4; - les figures 6a, 6b, 6c illustrent un exemple de partition réalisée lors de l'estimation de la capacité globale; - la figure 7 est un algorithme illustrant une méthode de décompression et d'extraction d'un signal de marquage; - la figure 8 est un algorithme détaillant l'étape d'extraction d'un signal de marquage de la figure 7; et - la figure 9 est un schéma bloc illustrant un ordinateur adapté à
mettre en oeuvre les procédés conforme à l'invention.
On va décrire ci-après un mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel une méthode de marquage adaptative est mise en oeuvre en
même temps que la compression d'une image numérique.
Bien qu'on considère dans la suite de l'exposé une image numérique globale 1, I'ensemble des procédés détaillés ci-dessous peuvent s'appliquer à
des sous-parties d'une image numérique.
De même, ces procédés pourraient s'appliquer à des donnés
numériques représentatives d'un signal audio.
La méthode de compression envisagée ci-dessous, et qui sera décrite plus particulièrement en référence aux figures 2 et 3, est fondée sur une
optimisation du rapport débit/distorsion.
L'algorithme de compression présente la caractéristique de
scalabilité en débit et en distorsion.
La notion de scalabilité signifie que le train binaire constitué des données compressées contient plusieurs sous-ensembles, chacun de ces sousensembles représentant une compression efficace de l'image numérique
à débit fixé.
On pourra se reporter avantageusement à l'article de D.Taubman, "High performance scalable image compression with EBCOT, IEEE, Trans. On Image Processing, vol. 9, n 7, p. 1158-1170, juillet 2000, qui décrit un algorithme de compression appelé EBCOT (en anglais "Embedded Block
Coding with Optimized Truncation") qui présente cette propriété de scalabilité.
De manière générale l'image numérique I peut être représentée par un ensemble de coefficients dans le domaine spatial, appelés pixels de l'image. Une image numérique I est constituée d'une suite d'échantillons numériques. Elle est par exemple représentée par une suite d'octets, chaque valeur d'octet représentant un pixel de l'image 1, qui peut être une image noir et
blanc, à 256 niveaux de gris.
Comme illustré à la figure 1, le procédé de compression d'une telle image comporte tout d'abord une étape de transformation El qui peut être typiquement une transformation spatio-fréquentielle permettant de représenter l'ensemble de coefficients numériques dans un domaine transformé, les coefficients étant localisés à la fois dans le domaine spatial et dans le domaine
1 5 fréquentiel.
On utilise par exemple une décomposition en ondelettes discrète (en anglais "Digital Wavelet Transform" ou DWT), permettant de répartir les
coefficients transformés en sous-bandes de fréquence.
Cette transformation en ondelettes est bien connue de l'homme de
métier et n'a pas besoin d'être décrite ici en détail.
Ensuite, une étape de quantification E12 peut éventuellement être mise en oeuvre sur l'ensemble des coefficients transformés. Il peut s'agir
éventuellement d'une quantification scalaire par sous-bandes de fréquence.
A l'issue de ces étapes de transformation et de quantification, une partition E13 de l'ensemble des coefficients est mise en ceuvre afin de
découper cet ensemble de coefficients en sous-régions distinctes.
Cette partition est illustrée par exemple à la figure 2. On considère ici
un découpage de l'ensemble de coefficients en blocs de tailles identiques.
Bien entendu, tout autre type de partition permettant d'obtenir des sousrégions distinctes de l'ensemble de coefficients pourrait être mise en oeuvre. Conformément à l'invention, une étape de stockage E14 des coefficients quantifiés est mise en oeuvre de manière à stocker chaque bloc de coefficients qui sera utilisé ultérieurement pour l'insertion d'un signal de marquage. Après cette étape de stockage E14, on met en oeuvre proprement dit une étape de codage entropique E15. Cette étape de codage entropique E15
va être décrite plus en détail en référence à la figure 3.
De manière générale, il s'agit d'un codage entropique progressif en
terme de rapport débit/distorsion, appliqué à chaque bloc de coefficients.
Ainsi, chaque coefficient d'un bloc est une valeur réelle qui est
typiquement quantifiée sur un nombre de bits de représentation en base 2.
On considère par exemple ici une précision égale à 5 bits. La valeur absolue d'un coefficient X, d'un bloc Bj est représentée par: Xi J = zo2 + z121 + z222 + z323 + z424 A la figure 3, les différents plans de bits sont représentés de bas en
haut, du plus représentatif au moins représentatif.
Ici, la valeur z4 correspond au plan de bits le plus représentatif MSB (en anglais "Most Significant Bit") et la valeur zo correspond au plan de bit le
moins représentatif LSB (en anglais "Less Significant Bit").
Chaque plan de bits de chaque coefficient est encodé en plusieurs passes de codage, et à chaque passe de codage k, on associe un débit Rk et
une distorsion Dk correspondantes.
Chaque passe de codage correspond à un traitement des
coefficients d'un plan de bits générant une portion de train binaire.
Les passes de codage sont complémentaires pour un plan de bits
donné et permettent de coder entièrement tous les coefficients du plan de bits.
Ici, à titre d'exemple, chaque plan de bits est codé en deux passes.
Bien entendu, le codage des plans de bits pourrait être réalisé en un nombre de passes supérieures, et par exemple en trois passes telles que
décrites dans l'algorithme de compression EBCOT.
Ici, le codage complet de chaque plan de bits est fractionné en deux
passes de codage.
Parallèlement à la représentation en plans de bits d'un bloc Bj de coefficients Xi, on a représenté à la figure 3 la suite de passes de codage, chacune contenant une information binaire codée entropiquement. On choisit un ordre de numérotation des passes de codage, ici de 1
à n avec n = 10.
En revenant à la figure 1, après le codage entropique par plans de bits de l'ensemble des coefficients d'un bloc, on applique un algorithme d'optimisation en terme de débit et distorsion. Cette étape d'optimisation E16 permet de déterminer un point limite de codage correspondant à un nombre limite de passes de codage permettant d'optimiser le rapport débit/distorsion
sur le bloc de coefficients.
Un tel algorithme d'optimisation est décrit par exemple dans
I'algorithme de compression EBCOT.
Ce point limite de codage, appelé également dans la suite de la
description point de troncature, correspond à un point limite jusqu'auquel les
données encodées sont retenues dans le train binaire à l'issue de la compression. A partir des représentations débit/distorsion complètes de chaque bloc tel qu'illustré à la figure 3, on peut définir un point de troncature correspondant à la dernière passe de codage prise en compte. Ici, ce point de
troncature NPBj est égal à 7 pour le bloc Bj.
Ainsi, seuls les trois premiers plans de bits les plus significatifs z4 z3
z2, sont codés entièrement avec le point de troncature choisi NPj.
Ainsi, pour chaque bloc Bj, le point de troncature définit le nombre de
passes à coder pour le bloc Bj.
Dans cet exemple, l'ensemble de données codées est optimisé pour
un débit donné.
Bien entendu, un algorithme d'optimisation pourrait être mis en oeuvre de manière identique pour optimiser l'ensemble de données codées
pour une distorsion donnée.
Comme illustré à la figure 3, chaque point de troncature NPBj permet de former le train binaire, chaque portion de train binaire étant générée par une passe de codage et le train binaire global étant formé des passes de codage jusqu'au point de troncature NPBj On effectue ainsi une quantification de pas variables par bloc de coefficients, en fonction du point de troncature choisi. En pratique, deux blocs adjacents d'une même sous-bande fréquentielle peuvent ainsi étre codés avec des précisions différentes, c'est-à-dire avec plus ou moins de plans de bits
retenus à l'issue de l'étape d'optimisation E16.
En revenant à la figure 1, après l'étape d'optimisation E16 telle que décrite précédemment, et par conséquent l'identification des différents points de troncature NPBj associés à chaque bloc de coefficients Bj, une étape de stockage E17 est mise en oeuvre afin de mémoriser ces points de troncature en
association avec les blocs de coefficients concernés.
On réalise ensuite l'étape d'insertion E18 proprement dite d'un signal de marquage sur les coefficients quantifiés mémorisés à l'étape de stockage
E14.
Cette étape d'insertion E18 sera décrite ultérieurement en référence
aux figures 4 et 5.
Elle consiste de manière générale à moduler les coefficients non codés, stockés préalablement, afin d'insérer un bit d'information sur un
ensemble de coefficients.
Après modulation des coefficients, on applique à nouveau une étape de codage entropique E19 permettant de coder par plans de bits les
coefficients modulés.
Cette étape de codage entropique E19 peut être optimisée en
utilisant les points de troncature NPBj mémorisés à l'étape de stockage E17.
Ainsi, il n'est pas nécessaire d'effectuer le codage entropique multipasses sur tous les plans de bits de chaque coefficient modulé du bloc considéré. Il suffit de réaliser seulement les passes de codage sur les plans de bits les plus significatifs qui seront retenus après troncature des coefficients à un nombre de
passes donné, indiqué par le point de troncature NPBj.
Une étape de formation d'un train binaire E20 est ensuite mise en oeuvre pour reconstituer un train binaire de données compressées. De même ici, on utilise les points de troncature mémorisés à l'étape de stockage E17
pour la formation de ce train binaire.
On se fonde ici sur l'hypothèse que l'ensemble des données modulées par l'insertion du signal de marquage représente un débit global après codage entropique équivalent à celui des données non modulées sur
lesquelles ont été déterminés les points de troncature.
Cette hypothèse est d'autant plus réaliste que la méthode d'insertion d'un signal de marquage utilisée est une méthode de modulation d'un signal pseudo-aléatoire centré sur chaque bloc de coefficients modulés, en particulier si l'amplitude de pondération est constante sur l'ensemble des données traitées. On va décrire à présent, en référence à la figure 4, les étapes relatives à l'insertion d'un signal de marquage correspondant à un mode
préféré de mise en ceuvre de l'invention.
Ici, on réalise une partition de chaque bloc de coefficients mémorisés à l'étape de stockage E14. Une étape d'estimation E30 permet d'estimer la capacité globale C de l'image numérique 1, c'est-à-dire le nombre de bits
d'information que l'on peut insérer et décoder après compression.
Cette étape d'estimation de capacité E30 sera décrite en détail en
référence à la figure 5.
En pratique, la capacité globale C de l'image I est la somme des capacités calculées pour chaque bloc de coefficients défini précédemment par la partition effectuée pour la compression de l'image I. La capacité d'encodage est donc calculée indépendamment sur chaque bloc de coefficients. Cette capacité est définie comme le nombre de bits d'information que l'on peut insérer sur des sous-blocs du bloc considéré, de telle sorte que chaque bit d'information est détectable après compression avec
une probabilité de détection supérieure à une valeur seuil prédéterminée.
On calcule ainsi une capacité globale C de l'ensemble de coefficients pour une valeur seuil de détection fixée. A l'issue de cette étape d'estimation E30, on obtient un ensemble de sous-blocs ou supports valides, sur lesquels on peut insérer un bit d'information, cet ensemble de supports valides étant mémorisé temporairement dans un espace mémoire Q. Après le calcul de la capacité globale C, on réalise l'acquisition d'un
message à insérer lors d'une étape d'acquisition E31.
Cette acquisition peut se faire de façon interactive, c'est-à-dire en demandant à un utilisateur un message de longueur prédéterminée,inférieure ou égale à la capacité globale C. En pratique, une étape d'affichage de la capacité globale C peut être
mise en oeuvre à destination de l'utilisateur.
On peut également lire une partie d'un message stocké au préalable
en mémoire.
Une étape de répartition E32 est ensuite mise en oeuvre afin de répartir les bits d'information du message sur les différents supports d'insertions valides mémorisés dans la mémoire Q. Cette répartition des bits d'information du message peut se faire de
manière systématique.
Alternativement, certains bits de message peuvent être associés préférentiellement à certaines sous-bandes spatio-fréquentielles de la
décomposition spectrale des coefficients.
Ainsi, lorsque le signal de marquage comprend des bits d'information ordonnés par ordre d'importance décroissante du message, I'insertion des bits d'information, réalisée au fur et à mesure de l'ordonnancement des bits dans le signal de marquage, est faite dans des sous-ensembles de coefficients ou
supports d'insertion valides de niveaux de résolution croissants.
A l'issue de la transformation spatio-fréquentielle du type DWT, les blocs de coefficients sont répartis en sous-bandes de fréquence de différents
niveaux de résolution.
On insérera ainsi les bits d'information du message en premier lieu dans les supports d'insertion issus des partitions de blocs de coefficients de plus basse résolution, puis dans les supports d'insertion issus des partitions de
blocs de coefficients de résolution de plus en plus haute.
Dans ce cas, on vise une robustesse à une compression
supplémentaire ou un filtrage passe-bas.
Plus généralement, on choisit d'insérer les bits d'information sur des
supports d'insertion préservés par les distorsions prévisibles.
A partir de cette répartition et des supports valides mémorisés,
l'insertion proprement dite par modulation peut être réalisée.
Pour réaliser cette modulation dans un support valide b, on utilise une clé Kb propre à chaque support valide de coefficients b et on réalise la modulation de chaque coefficient Xj du support: Xj= xj +s ajwj (Kb) o s = +1 ou -1 selon la valeur du bit d'information 1 ou 0 à insérer; aj est un coefficient de pondération; et wj (Kb) est la porteuse de modulation générée pour chaque
support b grâce à la clé de génération Kb de nombres pseudo-aléatoires.
La clé de génération Kb spécifique à chaque support traité b est ici, à titre d'exemple, dépendante d'une clé d'encodage secrète K, de la taille du support considéré et des coordonnées du coin supérieur gauche du support
dans le référentiel du bloc initial sur lequel a été réalisée la partition.
De manière générale, cette clé de génération Kb pour chaque support b est dépendante d'une clé secrète K, des dimensions du support b et de sa position dans l'ensemble des coefficients considérés à la base de la partition adaptative. On obtient ainsi des porteuses de modulation spécifiques à chaque support b, permettant de décoder le signal inséré sur des supports de
taille variable.
On va décrire à présent en référence à la figure 5, le détail de l'étape d'estimation E30 de la capacité globale C de l'image I. Cette partition de l'image est mise en oeuvre sur la partition initiale réalisée à l'étape de partition E13 du procédé global de compression de l'image numérique I. On utilise pour cela la répartition en blocs de coefficients quantifiés
mémorisés lors de l'étape de stockage E14.
Une étape d'initialisation E40 permet d'initialiser l'indice de bloc b à la valeur du bloc initial B, appelé bloc père, et la valeur de la capacité globale C
à une valeur nulle.
De manière générale, I'estimation de la capacité d'un ensemble de coefficients est réalisée par simulation d'une insertion/extraction d'un + 1 et d'un -1 sur chaque bloc de l'ensemble de coefficients. En pratique, on contrôle la détectabilité de chaque bit d'information inséré et on découpe le bloc de coefficients en sous-blocs de coefficients distincts si le test de détectabilité
calculé est supérieur à une valeur seuil prédéterminée.
Il s'agit ici d'un algorithme récursif descendant. Le découpage en sousblocs peut être réalisé jusqu'à ce qu'une taille minimale de bloc autorisée soit atteinte. Cette taille minimale Nmin est choisie à partir de considérations de
validité d'un test statistique de détection appliqué sur des données numériques.
Pour un bloc b de coefficients donnés, on vérifie tout d'abord dans une étape de test E41 si la taille du bloc b est supérieure à la taille minimale fixée Nmin En pratique, la taille Nb du bloc b est égale à Cb x Lb o Cb est le
nombre de colonnes du bloc b et Lb est le nombre de lignes du bloc b.
Si le résultat du test est négatif, on considère dans une étape de test
E50 le bloc suivant non traité, s'il existe, dans la partition mémorisée.
Sinon, on calcule une clé de génération Kb de nombres pseudo-
aléatoires spécifique au bloc traité b. Dans cette étape de calcul E42, et comme décrit précédemment, la clé Kb dépend de la clé d'encodage K, de la taille Nb du bloc et des coordonnées du coin supérieur gauche du bloc traité
dans son référentiel du bloc père de la partition.
A titre d'exemple, la clé de génération Kb peut être calculée suivant la formule: Kb = K + Nb + (rb X Cb + cb) O rb et cb sont des indices de ligne et de colonne dans le référentiel du
bloc père de la partition.
On peut ainsi générer une clé spécifique Kb pour chaque bloc traité de telle sorte que les clés sont différentes à tous les niveaux de la
représentation arborescente de la partition, entre un bloc père et ses blocs fils.
Bien entendu, toute autre formule de calcul d'une clé spécifique pour chaque bloc traité pourrait être appliquée, dès lors que les clés sont bien
différentes à chaque niveau de la représentation arborescente.
Cette méthode de génération de porteuses de modulation à chaque niveau de la partition en arbre quaternaire a pour but d'obtenir des porteuses statistiquement orthogonales, ce qui permet de décoder le signal inséré sur des
supports de taille variable dans la partition.
Une étape de simulation d'une modulation E43 est ensuite mise en oeuvre pour chaque bit d'information, c'est-à-dire pour l'insertion d'un (+1) et
d'un (-1).
On utilise la formule de modulation classique, en utilisant la porteuse
w (Kb) spécifique au bloc traité b.
Ainsi, chaque coefficient Xj du bloc b de taille Nb est modulé selon la formule: Xs Xj + s a w (Kb), 1 <j <Nb o s = -1 ou +1; aj est un coefficient de pondération; et
wj (Kb) est la porteuse de modulation générée par le bloc b.
* Conformément à l'invention, une étape de simulation E44 est ensuite mise en oeuvre afin de simuler une distorsion sur les coefficients modulés X[, 1
< j < Nb.
Connaissant le point de troncature NPb associé au bloc traité b, on applique ici une distorsion correspondant au niveau de compression envisagé,
déterminé précédemment par optimisation du rapport débit/distorsion.
Cette distorsion correspond à une quantification de chaque coefficient au plan de bits indiqué par le point de troncature NPb. De préférence, pour simuler cette distorsion, on restreint chaque coefficient modulé aux plans de bits les plus significatifs, codés intégralement
au point limite de codage NPb.
En revenant à la figure 3, on ne retient ainsi que les h premiers plans de bits de tous les coefficients du bloc b, o h est le nombre de plans de bits
codés entièrement avant NPb passes de codage.
Ici, h est égal à 3.
En notant lb le nombre de plans de bits non codés entièrement au point de troncature NPb, lb = P - hb ou P est la précision de représentation de
chaque coefficient du bloc b, ici égale à 5.
La distorsion appliquée à chaque coefficient Xjs peut être réalisée selon la formule suivante [ Xj] = (Xi >> lb) << lb o le symbole " représente un décalage vers la droite de lb plans de bits et le symbole " représente un décalage vers la gauche de lb plans de
bits. Le coefficient Xs est ainsi quantifié d'un pas égal à 2Ib.
Après simulation de la distorsion, une étape de calcul E45 permet de
calculer un test de détectabilité ts.
Ce test de détection statistique est ainsi appliqué sur les coefficients tronqués. Soit Y = [ X?] wj, on a t E[Y] Nb oJ' o E[Y] est la moyenne de Y, et r-Y est l'écart-type de Y. Un tel test de détection statistique est décrit par exemple dans l'article "On resolving rightful ownership of digital images by invisible
watermark" de W. Zeng et B. Liu, Proc. ICIP, pages 552-555, octobre 1998.
On détermine ensuite dans une étape de calcul E46 la valeur minimale tb, en valeur absolue, des tests de détectabilité ts obtenus pour s égal
(+1) et égal (-1).
Une étape de comparaison E47 permet de comparer cette valeur minimale tb à une valeur seuil de détection T, cette valeur seuil de détection T
étant choisie en fonction d'une probabilité de détection souhaitée.
Si la condition de détectabilité n'est pas satisfaite, c'est-à-dire que la valeur minimale tb est inférieure ou égale à la valeur seuil de détection T, on
considère le bloc suivant non traité dans la partition.
Sinon, on met à jour dans une étape E48 la capacité globale C de l'image et on mémorise temporairement le bloc b comme support valide d'insertion dans la mémoire Q. On réalise ensuite une partition E49 du bloc b afin de réaliser un contrôle préalable de la détectabilité d'un signal de marquage sur chacun des
sous-blocs issus de la partition.
La mise en oeuvre de cette partition sous critère de détectabilité d'un signal de marquage et la mise à jour de la capacité globale C de l'image sont décrites dans la demande de brevet européen EP 1 043 687 et n'ont pas
besoin d'être redétaillées ici.
En référence aux figures 6a, 6b et 6c, on utilise ici comme algorithme de partition une décomposition en arbre quaternaire de chaque bloc
initial de coefficients.
Comme illustré à la figure 6a, un bloc père, noté B0o, est divisé en
quatre blocs, dits blocs fils, de taille identique, notés B1i, avec 1 < i < 4.
Le premier indice, ici égal à 0 pour le bloc père B0 et à 1 pour les blocs fils B1l indique le niveau de découpage ou profondeur dans
l'arborescence.
La décomposition est telle que si le bloc père B0 est de taille L x C,
chaque bloc fils est de taille 0/2 x L/2.
On suppose ici que la taille initiale de chaque bloc B0 est du type 2Px 2r. Sinon, on s'arrange en pratique pour avoir des blocs de taille quasi identique. Comme illustré à la figure 6b, chaque bloc fils peut à son tour être décomposé en sous-blocs, et ceci jusqu'à ce que la taille minimale Nb soit atteinte. Chaque sous-bloc est noté selon le niveau de profondeur de l'arborescence, le numéro de branche des blocs pères et son propre numéro de
branche dans l'arborescence.
La figure 6c représente la décomposition en arbre quaternaire sous forme arborescente. L'ordre de parcours de cet arbre dans une procédure récursive telle que décrite précédemment en référence à la figure 5 est par exemple le suivant: on part du bloc père Bo et on descend dans une première branche jusqu'au niveau le plus bas. Le bloc suivant est le bloc "frère" de même niveau et même père. Si un tel bloc n'existe pas, on passe au bloc "frère" du bloc père et ainsi de suite. Par exemple, en référence à la figure 6c, l'ordre de parcours est ici: Bo01, B, B211... B214, B12, B13, B231, B232, B233, B3331,... B3334, B234,
B14.
On retient ainsi, à l'issue de l'estimation de la capacité de chaque bloc père B0, I'ensemble des sous-blocs formant des supports d'insertion valides, c'est-à-dire pour lesquels la valeur du test de détection après simulation d'un niveau de compression est supérieure à la valeur seuil
prédéterminée T, à la fois pour l'insertion d'un (+1) et pour l'insertion d'un (-1).
On obtient ainsi une partition de l'image sur laquelle on peut insérer des bits d'information après un contrôle préalable de la détectabilité pour un
niveau de compression donné.
On effectue ainsi l'insertion sur les coefficients représentatifs non codés, en utilisant l'information fournie par l'algorithme d'optimisation du rapport débit/distorsion réalisé sur les données initiales avant modulation. On peut simuler ainsi la distorsion apportée par la compression effectuée sur l'image numérique. On va décrire à présent, en référence à la figure 7, le principe du décodage d'un signal de marquage réalisé en même temps que la décompression d'une image numérique compressée. De manière générale, le procédé de décodage consiste à réaliser les opérations inverses correspondant à celles réalisées lors de l'insertion d'une
marque et de la compression de l'image numérique tel que décrit à la figure 1.
Une étape de lecture E60 permet de lire le train binaire formé d'une suite de données compressées et modulées pour l'insertion du signal de marquage. Une étape de décodage entropique E61 est mise en oeuvre sur
chaque bloc de coefficients lu dans le train binaire.
Pour chaque bloc de coefficients, le train binaire comprend dans son entête, comme illustré à la figure 2, le point limite de codage ou point de
troncature NPB, qui permet de réaliser le décodage entropique.
On obtient ensuite, après l'étape de décodage entropique E61, des blocs de coefficients transformés et éventuellement quantifiés si l'étape de quantification E12 a été mise en oeuvre lors du codage tel que décrit à la figure 1. Une étape de décodage E62 proprement dit permet d'extraire le
signal de marquage inséré dans chaque bloc de coefficients.
Ce procédé de décodage, illustré en détail à la figure 8, correspond
au procédé d'insertion décrit précédemment en référence aux figures 4 et 5.
On suppose que chaque bloc traité b peut contenir un ensemble de bits insérés sur des sous-supports valides, de taille variable, tel que représenté
dans un arbre quaternaire.
Au niveau du dispositif de décodage, aucune information concernant le nombre de bits d'information insérés dans un bloc donné ou la taille de chaque support valide d'insertion n'est disponible. Le décodage est donc réalisé en appliquant une procédure récursive, par partition de chaque bloc de coefficients b en arbre quaternaire, jusqu'à ce qu'un bit d'information soit identifié. On considère ainsi un premier bloc de coefficients b dans une étape
d'initialisation E70.
Une étape de test E71 permet de vérifier que la taille du bloc b, Nb =
Cb x Lb, est bien supérieure à une taille minimale Nmnn -
Si cette condition n'est pas vérifiée, on considère le bloc suivant
dans une étape E72 si ce bloc suivant existe.
Si la taille du bloc b est bien supérieure à la taille minimale requise, on calcule, dans une étape de calcul E73, une clé Kb de génération d'une suite
de nombres pseudo-aléatoires w, spécifiques au bloc traité b.
Cette fonction de calcul de la clé Kb doit être exactement la même
que celle utilisée lors de l'insertion d'un bit d'information.
On calcule ensuite dans une étape de calcul E74, la valeur du test de détectabilité ts comme expliqué précédemment lors de l'étape de calcul E45
du procédé d'encodage d'un bit d'information.
Une étape de comparaison E75 permet de comparer la valeur de ce
test de détectabilité ts en valeur absolue, à un seuil de détection Td.
On notera que ce seuil de détection Td peut être légèrement inférieur à la valeur seuil T appliquée au moment de l'estimation de la capacité globale de l'image numérique I.
Par exemple, T = 5 et Td= 4,5.
Cette différence est souhaitable afin d'éviter de simuler au décodeur la quantification au même plan de bit que celui retenu lors du codage de
I'information.
De plus, cette différence de seuil de détection permet de tolérer, lors du décodage de l'information insérée, d'éventuelles distorsions supplémentaires de faible amplitude appliquées à l'image numérique, qui apparaîtraient si l'image est décompressée et recompressée avec les mêmes
paramètres de compression.
A l'issue du test E75, si la valeur de détectabilité Ts est supérieure à
la valeur seuil Td, la détection est acceptée.
Le signe du test de détectabilité Ts indique la valeur 0 ou 1 du bit
décodé qui est mémorisé dans une étape de stockage E76.
Le bloc traité b est alors considéré comme un support valide et il n'est pas nécessaire de continuer l'algorithme de décodage d'une information
dans les blocs fils issus de ce bloc b.
On considère alors dans l'étape E72 le bloc non validé suivant s'il existe. En revanche, si à l'issue du test E75, le test de détectabilité ts est inférieur à la valeur seuil Td, on divise, dans une étape de découpage E77, le bloc b en quatre blocs fils et on considère, dans l'étape E72, le bloc suivant non validé dans la structure en arbre quaternaire, c'est-à-dire ici le premier bloc fils
du bloc b.
En revenant à la figure 7, une étape de reconstitution du message E63 permet à partir des bits décodés et mémorisés pour chaque bloc traité de
reconstituer le message inséré.
La règle d'agencement du message doit évidemment être identique à celle utilisée lors du codage de l'information à l'étape de répartition E32 des
bits du message.
Une fois l'information insérée décodée, la décompression de l'image numérique peut être poursuivie avec des étapes classiques et non modifiées
utilisées au décodeur.
Une étape de quantification inverse E64, puis de transformation
inverse E65 permet de reconstituer l'image décodée et marquée.
Le procédé de décompression mis en oeuvre sur l'image numérique compressée et marquée n'est ainsi que peu modifié par le décodage de
l'information insérée.
Seules les étapes de décodage E32 des bits d'information par bloc et de reconstitution E63 d'un message global sont intercalées dans le procédé général de décompression, après l'étape de décodage entropique par bloc E61. On peut ainsi réaliser de manière efficace le marquage d'une image numérique en même temps que sa compression et l'extraction du message inséré en même temps que la décompression de l'image numérique. Un dispositif permettant la mise en oeuvre de l'invention est illustrée
à la figure 9.
Ce dispositif peut être par exemple un micro-ordinateur 10 connecté à différents périphériques, par exemple une caméra numérique 107 ou un scanner, ou tout autre moyen d'acquisition ou de stockage d'une image numérique. La caméra numérique 107 peut être reliée à une carte graphique et permet de fournir des informations à compresser et marquer conformément au
procédé de l'invention.
Le dispositif 10 comporte une interface de communication 112 reliée à un réseau 113 adapté à transmettre des informations numériques à compresser ou réciproquement, à transmettre des informations compressées
par le dispositif sur le réseau de communication 113.
Le dispositif 10 comporte également un moyen de stockage 108, tel
que par exemple un disque dur.
Il comporte également un lecteur de disque 109 adapté à lire des disques 110, tels que des disquettes, des CD-Rom, ou des cartes
informatiques (PC-card).
Les disques 110 ou le disque dur 108 peuvent contenir des données compressées selon l'invention ainsi que le code l'invention qui, une fois lu par le
dispositif 10, sera stocké dans le disque dur 108.
Selon une variante, le programme permettant au dispositif de mettre en oeuvre l'invention pourra être stocké dans une mémoire 102 (en anglais
ROM ou Read Only Memory).
En seconde variante, le programme pourra être reçu pour être
stocké de façon identique par l'intermédiaire du réseau de communication 113.
Le dispositif 10 est relié également à un micro 111 par l'intermédiaire d'une carte entrée-sortie 106. Les données à compresser conformément à
l'invention seront dans ce cas un signal audio.
Un écran 104 permet en outre de visualiser les informations à compresser ou de servir d'interface avec un utilisateur qui pourra paramétrer certains modes de compression, à l'aide du clavier 114 ou de tout autre moyen
telle qu'une souris par exemple.
En particulier, la capacité globale C de l'image pourra être affichée à l'écran pour permettre à l'utilisateur de saisir un message à insérer de longueur égale à cette capacité C. L'unité centrale 100 (noté CPU sur la figure 9) va exécuter des instructions relatives à la mise en oeuvre de l'invention, instructions stockées
dans la mémoire morte 102 ou dans les autres éléments de stockage.
Lors de la mise sous-tension du dispositif 10, les programmes et méthodes de compression stockés dans une des mémoires non volatiles, par exemple la mémoire morte 102, sont transférés dans une mémoire vive 103 (en anglais RAM ou Random Access Memory) qui contiendra alors le code exécutable de l'invention ainsi que les variables nécessaires à la mise en
oeuvre de l'invention.
En particulier, cette mémoire vive 103 comprend des registres adaptés à mémoriser les variables tels que les différents blocs b de coefficients, les points de troncature associés NPb, la partition réalisée Q de l'image ou encore la clé Kb associée à chaque bloc b pour l'insertion d'un signal
de marquage.
Eventuellement, I'invention peut être perfectionnée en ajoutant de nouvelles méthodes transmises par le réseau de communication 113 ou par
l'intermédiaire d'une disquette 110.
Le bus de communication 101 permet la communication entre les
différents sous-éléments du micro-ordinateur 10 ou lié à lui.
La représentation du bus 101 n'est pas limitative et notamment l'unité centrale 100 est susceptible de communiquer des instructions à tous souséléments du dispositif 10 directement ou par l'intermédiaire d'un autre
sous-élément du micro-ordinateur 10.
Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées
à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention.
En particulier, le procédé de contrôle préalable de détectabilité
pourrait être appliqué sur un ensemble de blocs prédéterminés, de taille fixée.
En outre, le décodage du signal de marquage peut être effectué à partir d'une image représentée dans un autre format que le format décompressé décrit précédemment, en réappliquant les étapes de transformation, de quantification et de partition préalablement à l'application du
décodage par bloc décrit à la figure 8.
Gela suppose qu'on ait fixé la transformation (type de filtres, niveau
de résolution) et la partition (positionnement et taille des blocs) utilisées.
Claims (29)
1. Procédé de contrôle préalable de la détectabilité d'un signal de marquage inséré par modulation dans un ensemble de coefficients (b) représentatifs d'une grandeur physique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - simulation (E44) d'une distorsion sur l'ensemble de coefficients modulés (Xjs), ladite distorsion correspondant à un niveau de compression donné dudit ensemble de coefficients (Xj) avant modulation, déterminé par optimisation d'un rapport débit/distorsion; - calcul (E45) d'un test de détectabilité (ts) sur l'ensemble de coefficients modulés après distorsion; et - comparaison (E47) du test de détectabilité à une valeur seuil de
détection (T).
2. Procédé de contrôle préalable de la détectabilité conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape de simulation (E44), ladite distorsion est une quantification de chaque coefficient modulé (Xjs) d'un pas
prédéterminé correspondant à un nombre limite de passes de codage (NPb).
3. Procédé de contrôle préalable de la détectabilité conforme à
l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes
suivantes: - modulation (E43) d'un ensemble de coefficients (Xj) par insertion d'une part d'un bit d'information, et d'autre part du bit inverse d'information; - calcul (E45) d'un test de détectabilité (ts) d'une part pour I'insertion dudit bit d'information, et d'autre part pour l'insertion du bit inverse d'information sur l'ensemble de coefficients modulés (X1s) après l'étape de simulation d'une distorsion (E44); détermination (E46) de la valeur minimale (tb), en valeur absolue, desdits tests de détectabilité (ts); et - comparaison (E47) de ladite valeur minimale (tb) avec une valeur
seuil de détection (T).
4. Procédé de détermination d'une partition d'un ensemble de coefficients (b) représentatifs d'une grandeur physique pour insérer un signal de marquage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: modulation (E43) dudit ensemble de coefficients (Xj) pour insérer un bit d'information; - contrôle (E44-E47) préalable de la détectabilité du bit d'information inséré par un procédé de contrôle de la détectabilité conforme à
I'une des revendications 1 à 3; et
- découpage (E49) de l'ensemble de coefficients (b) en sous-
ensembles de coefficients distincts si le test de détectabilité calculé (tb) est
supérieur à la valeur seuil de détection (T).
5. Procédé d'insertion d'un signal de marquage lors de la compression d'un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - transformation spatio-fréquentielle (Ell) dudit ensemble de coefficients; - partition (E13) en sous-ensembles (b) dudit ensemble de coefficients; - mémorisation (E14) des coefficients desdits sous-ensembles; - codage entropique (E15) par plans de bits successifs des coefficients desdits sous-ensembles; détermination (E16) d'un point limite de codage (NPb)
correspondant à un nombre limite de passes de codage sur chaque sous-
ensemble (b) de coefficients, déterminé par optimisation d'un rapport débit/distorsion; - mémorisation (E17) desdits points limites de codage(NPb) pour chaque sous-ensemble (b) de coefficients; - insertion (E18) par modulation d'un signal de marquage sur les coefficients desdits sous-ensembles mémorisés (b), après contrôle de la détectabilité dudit signal de marquage inséré selon le procédé de contrôle
préalable de la détectabilité conforme à l'une des revendications 1 à 3; et
- codage entropique (E19) par plans de bits successifs desdits
coefficients modulés.
6. Procédé d'insertion d'un signal de marquage conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'à l'étape d'insertion (E18), une étape de détermination d'une partition est mise en oeuvre sur chaque sous- ensemble (b) de coefficients mémorisés selon le procédé de détermination d'une partition
conforme à la revendication 4.
7. Procédé d'insertion d'un signal de marquage conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'à l'issue de la détermination de la partition, on calcule la capacité globale (C) de l'ensemble de coefficients pour ladite valeur seuil de détection (T), et en ce qu'il comprend une étape
d'affichage de ladite capacité globale (C).
8. Procédé d'insertion d'un signal de marquage conforme à l'une
des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'à l'étape d'insertion, le signal de
marquage comprenant des bits d'information ordonnés par ordre d'importance décroissante, I'insertion des bits d'information ordonnés du signal de marquage est réalisée dans des sous-ensembles de coefficients de niveaux de résolution croissants issus d'une transformation spatio- fréquentielle en sous-bandes de
fréquence dudit ensemble de coefficients.
9. Procédé d'insertion d'un signal de marquage conforme à l'une
des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'à l'étape de codage entropique
(E15), chaque plan de bits des coefficients est codé en plusieurs passes et en ce qu'à l'étape de simulation d'une distorsion (E44), ladite distorsion est une restriction de chaque coefficient modulé aux plans de bits les plus significatifs
codés intégralement au point limite de codage (NPb).
10. Procédé d'insertion d'un signal de marquage conforme à l'une
des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'étape de codage entropique
(E19) par plans de bits d'un sous-ensemble (b) de coefficients modulés est
mise en oeuvre jusqu'au point limite de codage (NPb) mémorisé pour ledit sous-
ensemble (b).
11. Procédé d'insertion d'un signal de marquage conforme à l'une
des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape
de formation d'un train binaire (E20) à partir des coefficients modulés codés et des points limites de codage (NPb) mémorisés pour chaque sousensemble (b)
de coefficients.
12. Procédé d'insertion d'un signal de marquage conforme à l'une
des revendications 5 à 11, caractérisé en ce qu'à l'étape d'insertion (E1 8) par
modulation d'un signal de marquage sur un sous-ensemble (b) de coefficients, on calcule une clé (Kb) pour générer un signal pseudoaléatoire à insérer, dépendant d'une clé secrète, des dimensions du sousensemble de coefficients
et de la position du sous-ensemble dans ledit ensemble de coefficients.
13. Dispositif de contrôle préalable de la détectabilité d'un signal de marquage inséré par modulation dans un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de simulation (100, 102, 103) d'une distorsion sur l'ensemble de coefficients modulés, ladite distorsion correspondant à un niveau de compression donné dudit ensemble de coefficients avant modulation, déterminé par optimisation d'un rapport débit/distorsion; - des moyens de calcul (100, 102, 103) d'un test de détectabilité (ts) sur l'ensemble de coefficients modulés après distorsion; et - des moyens de comparaison (100, 102, 103) du test de
détectabilité à une valeur seuil de détection (T).
14. Dispositif de contrôle préalable de la détectabilité conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de simulation d'une distorsion sont adaptés à appliquer une quantification à chaque coefficient modulé d'un pas prédéterminé correspondant à un nombre limite de passes de
codage (NPb).
15. Dispositif de contrôle préalable de la détectabilité conforme à
l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend:
- des moyens de modulation (100, 102, 103) d'un ensemble de coefficients par insertion d'une part d'un bit d'information, et d'autre part du bit inverse d'information; - des moyens de calcul (100, 102, 103) d'un test de détectabilité (ts) d'une part pour l'insertion dudit bit d'information, et d'autre part pour l'insertion du bit inverse d'information sur l'ensemble de coefficients modulés après simulation d'une distorsion; - des moyens de détermination (100, 102, 103) d'une valeur minimale (tb), en valeur absolue, desdits tests de détectabilité (ts); et - des moyens de comparaison (100, 102, 103) de ladite valeur
minimale avec une valeur seuil de détection (T).
16. Dispositif de contrôle préalable de la détectabilité conforme à
l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il est incorporé dans:
- un microprocesseur (100); - une mémoire morte (102) adaptée à mémoriser un programme pour contrôler préalablement la détectabilité d'un signal de marquage; et - une mémoire vive (103) comprenant des registres adaptés à
mémoriser les variables modifiées lors l'exécution dudit programme.
17. Dispositif de détermination d'une partition d'un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique pour insérer un signal de marquage, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de modulation (100, 102, 103) dudit ensemble de coefficients pour insérer un bit d'information; - des moyens de contrôle préalable de la détectabilité (100, 102, 103) du bit d'information inséré par un procédé de contrôle de la détectabilité
conforme à l'une des revendications 1 à 3; et
- des moyens de découpage (100, 102, 103) de l'ensemble de coefficients en sous-ensembles de coefficients distincts si le test de
détectabilité calculé (tb) est supérieur à la valeur seuil de détection (T).
18. Dispositif de détermination d'une partition conforme à la revendication 17, caractérisé en ce qu'il est incorporé dans: - un microprocesseur (100); - une mémoire morte (102) adaptée à mémoriser un programme pour déterminer une partition d'un ensemble de coefficients; et - une mémoire vive (103) comprenant des registres adaptés à mémoriser des variables modifiées lors de l'exécution dudit programme.
19. Dispositif d'insertion d'un signal de marquage lors de la compression d'un ensemble de coefficients représentatifs d'une grandeur physique, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de transformation spatio-fréquentielle (100, 102, 103) dudit ensemble de coefficients; - des moyens de partition (100, 102, 103) en sous-ensembles dudit ensemble de coefficients; - des moyens de mémorisation (100, 102, 103) des coefficients desdits sous-ensembles; des moyens de codage entropique (100, 102, 103) par plans de bits successifs des coefficients desdits sous-ensembles; - des moyens de détermination (100, 102, 103) d'un point limite de codage correspondant à un nombre limite correspondant à un nombre limite de passes de codage sur chaque sous-ensemble de coefficients, déterminé par optimisation par rapport débit/distorsion; - des moyens de mémorisation (100, 102, 103) desdits points limites de codage pour chaque sous-ensemble de coefficients; - des moyens d'insertion (100, 102, 103) par modulation d'un signal de marquage sur les coefficients desdits sous-ensembles mémorisés, après contrôle de la détectabilité dudit signal de marquage inséré selon le procédé de contrôle préalable de la détectabilité conforme à l'une des
revendications 1 à 3; et
- des moyens de codage entropique (100, 102, 103) par plans de
bits successifs desdits coefficients modulés.
20. Dispositif d'insertion d'un signal de marquage conforme à la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de découpage (100, 102, 103) desdits sous-ensembles mémorisés si le test de
détectabilité calculé (tb) est supérieur à la valeur seuil de détection (T).
21. Dispositif d'insertion d'un signal de marquage conforme à la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de calcul (100, 102, 103) de la capacité globale (C) dudit ensemble de coefficients pour ladite valeur seuil de détection (T) et des moyens d'affichage (104) de la capacité
globale (C).
22. Dispositif d'insertion d'un signal de marquage conforme à l'une
des revendications 19 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des
moyens de formation (100, 102, 103) d'un train binaire à partir des coefficients modulés codés et des points limites de codage (NPb) mémorisés pour chaque
sous-ensemble (b) de coefficients.
23. Dispositif d'insertion d'un signal de marquage conforme à l'une
des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il est incorporé dans:
- un microprocesseur (100); - une mémoire morte (102) adaptée à mémoriser un programme pour insérer un signal de marquage lors de la compression d'un ensemble de coefficients; et - une mémoire vive (103) comprenant des registres adaptés à
mémoriser des variables modifiées lors de l'exécution dudit programme.
24. Ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé de contrôle préalable de la détectabilité
d'un signal de marquage conforme à l'une revendication 1 à 3.
25. Ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé de détermination d'une partition
conforme à la revendication 4.
26. Ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé d'insertion d'un signal de marquage lors de la compression d'un ensemble de coefficients conforme à l'une des
revendications 5 à 12.
27. Appareil de traitement d'une image numérique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé de contrôle préalable de la détectabilité d'un signal de marquage conforme à l'une
revendication 1 à 3.
28. Appareil de traitement d'une image numérique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé de
détermination d'une partition conforme à la revendication 4.
29. Appareil de traitement d'une image numérique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés à mettre en oeuvre le procédé d'insertion d'un signal de marquage lors de la compression d'un ensemble de coefficients
conforme à l'une des revendications 5 à 12.
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