FR2842689A1 - Insertion d'un message dans une sequence d'images numeriques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'insertion d'un message dans une séquence d'images numériques, caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque image (In) dans laquelle un symbole du message est à insérer, les étapes de :- détermination (E2) d'un premier objet vidéo dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer,- détermination (E2) d'un second objet vidéo correspondant au premier objet vidéo, dans une seconde image de la séquence,- détermination (E3) d'une intersection entre les premier et second objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer,- insertion (E7) du symbole dans l'intersection.

Description

La présente invention concerne un procédé d'insertion d'une information

supplémentaire telle qu'une marque secrète dans un signal numérique. Elle concerne également un procédé d'extraction d'une marque

secrète insérée dans un signal numérique.

Corrélativement, la présente invention concerne un dispositif d'insertion d'une information supplémentaire et un dispositif d'extraction de l'information supplémentaire, adaptés respectivement à mettre en oeuvre les

procédés d'insertion et d'extraction conformes à l'invention.

Le signal numérique considéré dans la suite sera plus

particulièrement une séquence d'images numériques.

Les procédés d'insertion et extraction conformes à l'invention s'inscrivent dans le domaine technique du marquage (watermarking en anglais) des données numériques qui peut s'interpréter comme l'insertion d'un sceau dans les données numériques, permettant par exemple d'authentifier le contenu d'un fichier de données numériques. Ce marquage est également

appelé tatouage numérique.

Le marquage comporte de manière générale la modification de coefficients représentatifs de l'image numérique. Cette modification est

imperceptible à l'oeil, mais peut être décodée par un décodeur approprié.

L'invention concerne plus particulièrement l'insertion de données supplémentaires dans des objets vidéo. Un objet vidéo est une entité de l'image correspondant à une unité sémantique, par exemple le visage d'une personne. Un objet peut être constitué d'une ou plusieurs régions contenues

dans l'image.

Le document intitulé " A new video-object watermarking scheme robust to object manipulation " de P. Bas et B. Macq, ICIP-2001, pages 526 à 528, décrit un algorithme pour insérer et extraire un message dans des objets

vidéo d'une séquence d'images numériques.

Le message à insérer est une séquence pseudo-aléatoire canonique générée dans un repère canonique. Cette séquence est ensuite déformée par

changement d'échelle et rotation en fonction de la forme de l'objet.

La forme de l'objet est caractérisée au moyen d'une analyse en composante principale de la forme de l'objet. Deux paramètres de changement

d'échelle et de rotation sont ainsi extraits, pour déformer la séquence pseudoaléatoire.

Après cette déformation et une pondération psychovisuelle, la

séquence pseudo-aléatoire est additionnée à la texture de l'objet vidéo.

Pour l'extraction ultérieure, la même analyse en composante principale est effectuée pour calculer deux paramètres de changement d'échelle et de rotation. Une séquence pseudo-aléatoire canonique est

déformée selon ces deux paramètres.

2 0 Une mesure de corrélation entre la séquence canonique déformée et l'objet vidéo est effectuée. Si le résultat est supérieur à un seuil, alors la séquence pseudo-aléatoire canonique est identifiée comme étant la séquence

qui avait été insérée dans l'objet vidéo.

Cette méthode ne permet de retrouver le message inséré que si les 2 5 manipulations effectuées sur l'objet vidéo se limitent aux changements d'échelle et aux rotations. En outre, si la forme de l'objet vidéo est inconnue ou si une partie de l'objet vidéo a disparu, les paramètres de changement d'échelle et de rotation ne peuvent plus être calculés et l'extraction du message

devient impossible.

3 0 Le document intitulé " A DWT-based object watermarking system for MPEG-4 video stream " de A. Piva, R. Caldelli et A. de Rosa, ICIP-2000, pages à 8, décrit un algorithme pour insérer des informations supplémentaires dans

des objets vidéo.

Le message est inséré dans le domaine ondelettes, de sorte qu'il ne

peut plus être retrouvé si l'objet vidéo a subi une manipulation géométrique.

De plus, pour retrouver le message, il est nécessaire de connaître la

forme exacte de l'objet vidéo dans lequel il avait été inséré.

Le document US 6 282 299 décrit un algorithme pour insérer des informations supplémentaires dans des objets vidéo. L'insertion est réalisée dans le domaine DCT (d'après l'anglais Discrete Cosine Transform) . Ce domaine est sensible aux modifications géométriques, si bien que la méthode

proposée n'est pas robuste aux distorsions géométriques.

Le document intitulé " Video-object-based watermarking: A rotation and flipping résilient scheme " de C.S. Lu et H. M. Liao, ICIP-2001, pages 483 à 486, décrit un algorithme pour insérer des informations supplémentaires dans

des objets vidéo.

L'objet est tout d'abord modifié par rotation pour que les vecteurs propres directionnels calculés à partir de la forme initiale de l'objet vidéo

correspondent aux axes horizontaux et verticaux.

Une fenêtre rectangulaire englobant ce nouvel objet est alors calculée et une décomposition par DCT de la texture de l'objet vidéo est

effectuée. Le message est alors inséré dans les coefficients DCT.

Pour l'extraction du message, les mêmes opérations sont effectuées: calcul des vecteurs propres directionnels, rotation de l'objet vidéo,

calcul de la fenêtre, transformation DCT puis extraction du message.

Cette méthode n'est robuste qu'à deux types de distorsions

géométriques: rotation et retournement.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients de la technique antérieure, en fournissant un procédé et un dispositif d'insertion d'un message qui soient robuste à un grand nombre de distorsions géométriques, tout en ne nécessitant lors de l'extraction qu'une connaissance partielle de la

forme des objets vidéo dans lesquels le message a été inséré.

A cette fin, l'invention propose un procédé d'insertion d'un message dans une séquence d'images numériques, caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque image dans laquelle un symbole du message est à insérer, les étapes de: - détermination d'un premier objet vidéo dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer, - détermination d'un second objet vidéo correspondant au premier objet vidéo, dans une seconde image de la séquence, - détermination d'une intersection entre les premier et second objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer,

- insertion du symbole dans l'intersection.

L'invention permet une insertion robuste aux distorsions géométriques tout en ne nécessitant pas une connaissance parfaite et

complète de l'objet vidéo lors de l'extraction.

1 5 Selon une caractéristique préférée, l'insertion du symbole dans l'intersection comporte les étapes de: - détermination d'une séquence de modulation à partir du second objet vidéo, - modulation du symbole à insérer par la séquence de modulation 2 o déterminée,

- insertion du symbole modulé dans l'intersection.

Selon une caractéristique préférée, la séquence de modulation est

générée à partir de la texture du second objet vidéo.

Selon une caractéristique préférée, la détermination d'une séquence de modulation comporte: - la division entière de la valeur d'une composante prédéterminée de chaque pixel de l'image de référence, par une première valeur prédéterminée, - la comparaison du reste de la division entière avec une seconde valeur prédéterminée, pour chaque division entière, - la détermination de la valeur de chaque coefficient de la séquence

de modulation, en fonction du résultat respectif de chaque comparaison.

Selon une caractéristique préférée, la composante prédéterminée

est la luminance. Cette caractéristique est simple à mettre en oeuvre.

Selon une caractéristique préférée, la seconde image est l'image suivant l'image courante dans la séquence. Là aussi, cette caractéristique est simple à mettre en oeuvre et donne de bons résultats. Selon une caractéristique préférée, l'insertion est effectuée dans une

image sur deux.

L'invention concerne aussi un procédé d'extraction d'un message à partir d'une séquence d'images dans laquelle le message a été inséré par le procédé d'insertion précédemment présenté, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de: - sélection d'une région d'intérêt dans une image de la séquence, - suivi temporel de la région d'intérêt sur au moins une partie de la séquence, - extraction des symboles du message sur la région d'intérêt en

fonction du résultat du suivi temporel.

Selon une caractéristique préférée, l'extraction d'un symbole comporte: détermination d'un troisième objet vidéo dans l'image dans laquelle un symbole du message a été inséré, - détermination d'un quatrième objet vidéo correspondant au troisième objet vidéo, dans une autre image de la séquence, - détermination d'une intersection entre les troisième et quatrième objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message a été inséré,

- extraction du symbole depuis l'intersection.

Selon une caractéristique préférée, l'extraction d'un symbole comporte: détermination d'une séquence de démodulation à partir du quatrième objet, 3 0 - estimation du signal de marquage du symbole inséré, - démodulation du signal de marquage estimé par la séquence de démodulation. Selon une caractéristique préférée, l'estimation du signal de marquage du symbole inséré comporte les étapes de: - prédiction temporelle de l'intersection courante à partir de deux autres images de la séquence, et - soustraction de l'intersection prédite de l'intersection courante. Selon une caractéristique préférée, la prédiction de l'intersection courante est effectuée par un calcul de moyenne des deux images encadrant

l'image dans laquelle un symbole a été inséré.

Selon une caractéristique préférée, les troisième et quatrième objets vidéo correspondent au moins partiellement aux premier et second objets vidéo, respectivement. Il n'est pas nécessaire que la correspondance soit parfaite entre les objets vidéo utilisés lors de l'insertion et ceux utilisés lors de l'extraction. Corrélativement, l'invention concerne un dispositif d'insertion d'un message dans une séquence d'images numériques, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de détermination d'un premier objet vidéo dans chaque image dans laquelle un symbole du message est à insérer, - des moyens de détermination d'un second objet vidéo 2 0 correspondant au premier objet vidéo, dans une seconde image de la séquence, - des moyens de détermination d'une intersection entre les premier et second objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer,

- des moyens d'insertion du symbole dans l'intersection.

Le dispositif d'insertion comporte des moyens de mises en oeuvre

des caractéristiques précédentes.

Corrélativement, l'invention concerne un dispositif d'extraction d'un message à partir d'une séquence d'images dans laquelle le message a été inséré par le dispositif d'insertion précédemment présenté, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de sélection d'une région d'intérêt dans une image de la séquence, - des moyens de suivi temporel de la région d'intérêt sur au moins une partie de la séquence, - des moyens d'extraction des symboles du message sur la région

d'intérêt en fonction du résultat du suivi temporel.

Le dispositif d'extraction comporte des moyens de mises en oeuvre

des caractéristiques précédentes.

Le dispositif d'insertion, le procédé et le dispositif d'extraction

présentent des avantages analogues à ceux précédemment présentés.

L'invention concerne aussi un appareil numérique incluant le dispositif selon l'invention ou des moyens de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cet appareil numérique est par exemple un appareil photographique numérique, un caméscope numérique, un scanner, une imprimante, un photocopieur, un télécopieur. Les avantages du dispositif et de l'appareil

numérique sont identiques à ceux précédemment exposés.

Un moyen de stockage d'information, lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non au dispositif, éventuellement amovible,

mémorise un programme mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.

Un programme d'ordinateur lisible par un microprocesseur et comportant une ou plusieurs séquence d'instructions est apte à mettre en

oeuvre les procédés selon l'invention.

Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture d'un mode préféré de réalisation illustré par les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est un mode de réalisation d'un dispositif mettant en oeuvre l'invention, - la figure 2 représente un dispositif selon l'invention, - la figure 3 est un mode de réalisation de procédé d'insertion de message dans une séquence d'images, selon l'invention, - la figure 4 représente schématiquement deux images d'une séquence d'images, - la figure 5 représente schématiquement une séquence d'images dans laquelle un message est inséré, selon l'invention, - la figure 6 représente un calcul de séquence de modulation inclus dans le procédé de la figure 3, - la figure 7 représente un mode de réalisation de procédé d'extraction de message d'une séquence d'images, selon l'invention, - la figure 8 représente un mode de réalisation de procédé d'extraction d'un symbole de message depuis une image d'une séquence

d'images, selon l'invention.

Selon le mode de réalisation choisi et représenté à la figure 1, un dispositif mettant en oeuvre l'invention est par exemple un microordinateur 10 connecté à différents périphériques, par exemple une caméra numérique 107 (ou un scanner ou tout moyen d'acquisition ou de stockage d'image) reliée à

une carte graphique et fournissant des informations à traiter selon l'invention.

Le dispositif 10 comporte une interface de communication 112 reliée à un réseau 113 apte à transmettre des données numériques à traiter ou inversement à transmettre des données traitées par le dispositif. Le dispositif comporte également un moyen de stockage 108 tel que par exemple un disque dur. Il comporte aussi un lecteur 109 de disque 110. Ce disque 110 peut être une disquette, un CD-ROM ou un DVD-ROM, par exemple. Le disque 110 comme le disque 108 peuvent contenir des données traitées selon l'invention ainsi que le ou les programmes mettant en oeuvre 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 en mémoire morte 102 (appelée ROM sur le dessin). En seconde variante, le programme pourra être reçu pour être stocké de façon identique à celle décrite précédemment par l'intermédiaire du réseau de communication 113. Le dispositif 10 est relié à un microphone 111. Les données à traiter

selon l'invention seront dans ce cas du signal audio.

Ce même dispositif possède un écran 104 permettant de visualiser les données à traiter ou de servir d'interface avec l'utilisateur qui peut ainsi paramétrer certains modes de traitement, à l'aide du clavier 114 ou de tout

autre moyen (souris par exemple).

L'unité centrale 100 (appelée CPU sur le dessin) exécute les 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, les programmes de traitement stockés dans une mémoire non volatile, par exemple la ROM 102, sont transférés dans la mémoire vive RAM 103 qui contiendra alors le code exécutable de l'invention ainsi que des registres pour mémoriser les variables nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. De manière plus générale, un moyen de stockage d'information, lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non au dispositif, éventuellement amovible, mémorise un programme mettant en

oeuvre le procédé selon l'invention.

Le bus de communication 101 permet la communication entre les 2o différents éléments inclus dans le micro-ordinateur 10 ou reliés à lui. La représentation du bus 101 n'est pas limitative et notamment l'unité centrale 100

est susceptible de communiquer des instructions à tout élément du microordinateur 10 directement ou par l'intermédiaire d'un autre élément du microordinateur 10.

En référence à la figure 2, un mode de réalisation de dispositif selon l'invention est destiné à insérer un message dans une séquence d'images. Le dispositif d'insertion est intégré dans un appareil, qui est par exemple un appareil photographique numérique, un caméscope numérique, un scanner, une imprimante, un photocopieur, un télécopieur, un système de gestion de

base de données ou encore un ordinateur.

Le dispositif selon l'invention comporte: - des moyens de détermination d'un premier objet vidéo dans chaque image dans laquelle un symbole du message est à insérer, - des moyens de détermination d'un second objet vidéo correspondant au premier objet vidéo, dans une seconde image de la séquence, - des moyens de détermination d'une intersection entre les premier et second objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer,

- des moyens d'insertion du symbole dans l'intersection.

Une source d'image 1 fournit une séquence d'images numériques au

dispositif d'insertion 2, dont le fonctionnement sera détaillé dans la suite.

Le dispositif d'insertion fournit une séquence d'images dans laquelle un message a été inséré à des moyens de transmission et/ou de mémorisation

3. Ces moyens sont classiques et ne seront pas décrits ici.

Les moyens 3 sont reliés à un dispositif d'extraction 4 selon l'invention. Le dispositif d'extraction comporte: - des moyens de sélection d'une région d'intérêt dans une image de la séquence, - des moyens de suivi temporel de la région d'intérêt sur au moins une partie de la séquence, des moyens d'extraction des symboles du message sur la région

d'intérêt en fonction du résultat du suivi temporel.

Le fonctionnement du dispositif d'extraction sera détaillé dans la

suite.

La figure 3 représente un mode de réalisation de procédé d'insertion d'un message dans une séquence d'images, selon l'invention. Ce procédé est mis en oeuvre dans le dispositif d'insertion et comporte des étapes

3o El à E8.

Le procédé est réalisé sous la forme d'un algorithme qui peut être mémorisé en totalité ou en partie dans tout moyen de stockage d'information capable de coopérer avec le microprocesseur. Ce moyen de stockage est lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur. Ce moyen de stockage est intégré ou non au dispositif, et peut être amovible. Par exemple, il peut comporter une bande magnétique, une disquette ou un CD-ROM (disque compact à mémoire figée). Le procédé est décrit relativement à deux images. Il est réitéré pour

toutes les images de la séquence.

L'étape El est la sélection de deux images In et l,+1 dans la séquence. L'une d'elles est l'image dans laquelle une insertion de symbole sera réalisée et l'autre sert pour générer une séquence de modulation utilisée pour

l'insertion. Lorsque l'image,n+1 n'existe pas, elle est remplacée par l'image In1.

Seul un objet vidéo sera pris en compte dans chacune de ces images. Les valeurs de luminance ou de couleur en dehors de ces objets vidéo

ne sont pas utilisées selon l'invention.

Dans ce mode de réalisation, l'insertion est effectuée sur un objet vidéo présent dans une image d'indice pair et un objet vidéo de l'image suivante, d'indice impair, sert à générer la séquence de modulation. Bien entendu, l'insertion des symboles du message peut être effectuée sur les

images d'indice impair, et les images d'indice pair sont alors inchangées.

L'insertion peut également être effectuée sur une image sur trois ou

sur quatre, au lieu de une image sur deux.

L'étape suivante E2 est la considération d'un objet vidéo VOn dans l'image In et d'un objet vidéo VOn,+1 dans l'image 1,,,. Cette étape est

schématisée à la figure 4. Ces objets vidéos ont été calculés préalablement.

Un objet vidéo est une entité de l'image correspondant à une unité sémantique, par exemple le visage d'une personne. Un objet peut être

constitué d'une ou plusieurs régions contenues dans l'image.

Une région de l'image est déterminée par une segmentation de l'image. La segmentation est un processus de bas niveau ayant pour but de réaliser une partition de l'image en un certain nombre de sous éléments appelés régions. La partition est telle que les régions sont disjointes et que leur réunion constitue l'image. Chaque région peut être représentée par une

information représentative de sa forme, sa couleur ou de sa texture.

L'homogénéité de la région dépend bien sur d'un critère particulier d'homogénéité: proximité des valeurs moyennes, conservation du contraste, de la couleur, par exemple. Les objets vidéos peuvent aussi être déterminés

manuellement ou de manière semi-automatique.

Les objets-vidéos VOn et VOn,1 correspondent à la même entité sémantique, considérée à deux instants différents. Du fait du mouvement possible dans la scène représentée par la séquence vidéo, les deux objets occupent des positions qui peuvent être différentes l'une de l'autre dans leur

image respective.

L'étape suivante E3 est la détermination, dans l'image I, de l'intersection entre les objets vidéo VOn et VOn+1. On considère ici la forme des objets VOn et VO,+1 et la forme de l'objet VOn+1 est projetée sur l'image In pour

déterminer l'intersection IN, (figure 4).

La forme des objets vidéo est ainsi utilisée pour déterminer la zone

de l'image sur laquelle l'insertion est réalisée.

Par ailleurs, l'image d'indice impair In+1, et plus particulièrement une zone de celle-ci liée à l'objet vidéo VOn+1, est utilisée à l'étape E4 pour générer une séquence de modulation wn+l dont les coefficients peuvent prendre deux

valeurs: -1 et +1. Cette étape est détaillée dans la suite.

Un bit bm du message binaire à insérer est sélectionné à l'étape E5.

La sélection d'un bit bm est par exemple effectuée en fonction de l'indice n de l'image courante In dans laquelle il est inséré. La figure 5 est un exemple de sélection de bit à insérer. La séquence vidéo comporte huit images la à 17 qui elle-même comporte chacune un objet vidéo correspondant à une même entité sémantique et le message comporte trois bits bo, b1 et b2. Un bit bm est inséré dans l'objet vidéo de l'image In à condition que l'entier m soit égal au reste de la division entière de n/2 par le nombre de bits du message à insérer. Si la valeur

3 o du bit à insérer est 0, elle est changée en -1.

Les étapes E4 et E5 sont suivies de l'étape E6 à laquelle le bit à insérer bm est modulé par la séquence de modulation générée à l'étape E4. Le résultat est une deuxième séquence de modulation: Wn+l = bm.wn+1. Un coefficient Wn+l(p,q) de cette séquence de modulation est déterminé par la

formule: W,+i(p,q) = bm.wn+i(p,q).

L'étape suivante E7 est l'insertion de la séquence de modulation Wn+1 dans l'intersection IN, déterminée dans l'image In, après avoir appliqué un coefficient de pondération psychovisuel utn à la séquence de modulation. Le résultat est une image l'n dont une zone INn a ses pixels déterminés par la formule: l'r(p,q) = 1,(p,q) + ocn(p,q). bm. wn+i(p,q). Les autres pixels de l'image

l'n sont inchangés par rapport à ceux de l'image In.

L'étape suivante E8 est la mémorisation de l'image l', dans laquelle

le bit a été inséré et de l'image d'indice impair Inl.

Lorsque toutes les images de la séquence ont été traitées, alors la nouvelle séquence VD' dans laquelle le message a été inséré est complètement formée. Cette séquence comporte des images d'indices impairs qui sont identiques aux images d'indices impairs de la séquence initiale VD et

des images d'indices pairs dans lesquelles des bits ont été insérés.

La figure 6 représente un mode de réalisation de l'étape E4 de calcul de la séquence de modulation wn+l à partir de l'image d'indice impair

courante In+1. Ce calcul comporte des étapes E40 à E46.

L'étape E40 est la détermination de la projection de l'intersection INn sur l'image In+1. Cette étape a pour résultat une zone INn+1 de l'image In+l

(figure 4).

L'étape suivante E41 est la sélection d'un pixel de la zone IN,+1. La zone est traitée pixel par pixel. Pour chaque pixel, on considère au moins une composante de celui-ci. Selon le mode de représentation des pixels, cette composante est relative à la luminance ou à la chrominance ou à une couleur rouge, verte ou bleue. Dans la suite, on considère la composante l'(p,q) de luminance du pixel courant. Ainsi, c'est la texture de l'intersection IN,+1 qui est

3 0 utilisée pour calculer la séquence de modulation.

L'étape suivante E42 est la division entière de la valeur de la composante 11(p,q) de luminance du pixel courant par une valeur Q, par

exemple égale à 16.

La valeur Q est déterminée expérimentalement en fonction d'un compromis entre invisibilité du message inséré et robustesse à la compression. En effet, si la valeur de Q est trop élevée, les séquences de modulation générées peuvent présenter des caractéristiques fréquentielles passe-bas

importantes. Leur insertion pourrait donc être visible.

Inversement, si la valeur de Q est trop petite, l'invisibilité de la séquence de modulation est meilleure, mais la robustesse à la compression est faible. Une modification légère de l'image servant à générer la séquence de démodulation empêchera de générer une séquence de démodulation proche

de la séquence de modulation.

Cette division a un reste R(p,q) qui est analysé à l'étape suivante E43. A cette étape, le reste R(p,q) est comparé à la valeur Q/2. Lorsque le reste R(p,q) est inférieur à Q/2, l'étape E43 est suivie de l'étape E44 à laquelle

un coefficient wn+i(p,q) de la séquence de modulation est mis à la valeur -1.

Lorsque le reste R(p,q) est supérieur à Q/2, l'étape E43 est suivie de l'étape E45 à laquelle un coefficient wn+1(p,q) de la séquence de modulation est

mis à la valeur +1.

Les étapes E44 et E45 sont suivies de l'étape E46 à laquelle le pixel suivant est considéré, tant que tous les pixels de la zone INn+1 n'ont pas été

traités. L'étape E46 est alors suivie de l'étape E41 précédemment décrite.

Lorsque tous les pixels ont été traités, la séquence de modulation a été complètement définie et l'étape E46 est suivie de l'étape E6 précédemment décrite. La figure 7 représente un mode de réalisation de procédé d'extraction de message préalablement inséré dans une séquence d'images VD', selon l'invention. Cette séquence d'images peut être soit directement la séquence d'images obtenue après insertion d'un message (résultat du procédé de la figure 3) ou bien une version modifiée de cette séquence. Ces modifications peuvent, par exemple, être un découpage, une rotation ou un changement d'échelle d'un ou de plusieurs objets vidéo. La séquence d'images VD' comporte des images l'o à l'N. De plus, plusieurs objetsvidéos dans lesquels un message a été inséré peuvent avoir été placés et manipulés géométriquement dans la séquence vidéo. Ce placement d'objet s'appelle une

composition, comme précisé dans la norme de compression vidéo MPEG-4.

Ce procédé est mis en oeuvre dans le dispositif d'extraction et

comporte des étapes E10 à E12.

Le procédé est réalisé sous la forme d'un algorithme qui peut être mémorisé en totalité ou en partie dans tout moyen de stockage d'information capable de coopérer avec le microprocesseur. Ce moyen de stockage est lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur. Ce moyen de stockage est intégré ou non au dispositif, et peut être amovible. Par exemple, il peut comporter une bande magnétique, une disquette ou un CD-ROM (disque

compact à mémoire figée).

L'étape E10 est la sélection d'une région d'intérêt dans la première image de la séquence. La région d'intérêt est par exemple un bloc rectangulaire. La région d'intérêt englobe l'objet vidéo dans lequel les symboles du message ont été insérés au fil des images ou la région d'intérêt est une partie de cet objet vidéo. L'étape suivante El 1 est le suivi temporel de la région d'intérêt sur la séquence vidéo. Le suivi temporel est par exemple réalisé par une mise en correspondance de blocs (en anglais: block-matching). Cette étape a pour résultat un masque temporel, c'est-à-dire un objet vidéo VO'l dans chaque image l'i de la séquence, ces objets ayant une correspondance

sémantique entre eux du fait de leur construction.

Il est à noter qu'il n'est pas nécessaire de connaître exactement la forme de l'objet vidéo dans lequel les symboles ont été insérés. Une

connaissance partielle de l'objet est suffisante pour retrouver les symboles.

Ainsi, les objets VO'1 qui sont ici considérés ne sont pas forcement strictement

identiques aux objets VO, qui ont été utilisés lors de l'insertion.

L'étape suivante E12 est l'extraction du message sur le masque

temporel précédemment déterminé. Cette étape est détaillée dans la suite.

La figure 8 représente l'étape E12 d'extraction d'un symbole du message depuis une image de la séquence VD', sous la forme d'un algorithme

comportant des étapes E120 à E124.

L'algorithme est décrit en référence à trois images l'h-1, V' et l'j+j de la séquence VD'. Lorsque l'image l'V1 n'existe pas, elle est remplacée par l'image l'j+1. Inversement, lorsque l'image l'F+ n'existe pas, elle est remplacée par

l'image l'iô1. L'algorithme est répété pour toutes les images de la séquence.

Chacune de ces images comporte un objet vidéo d'intérêt qui a été

précédemment déterminé par le suivi temporel à l'étape El1.

La forme des objets permet de déterminer la zone sur laquelle sera extrait le symbole. La texture des objets permet de déterminer une séquence

de démodulation utilisée pour l'extraction.

L'étape E120 est la détermination de l'intersection entre l'objet vidéo VO'; de l'image l'ô et la projection de l'objet vidéo VO'i+1 de l'image l'i+j sur

l'image l'.

L'étape suivante E121 est une prédiction temporelle de l'intersection IN1 de l'image l'ô. Une intersection prédite IN; est calculée à partir des images l'ô, et l'i+i. Plus précisément, un pixel i(p,q) de l'intersection prédite IN; est calculé selon la formule suivante: 11(p,q) = (I'i1(p,q) + I'i.+(p,q))/2 L'étape suivante E122 est la soustraction de l'intersection prédite Ni de l'intersection courante INi. Le résultat est un signal de marquage estimé W. L'étape E123 est un calcul de séquence de démodulation W' sur

l'intersection INi à partir de la texture de l'objet vidéo VO'i+1 de l'image I'j+1.

Cette étape est analogue à l'étape E4 précédemment décrite.

Les étapes E122 et E123 sont suivies de l'étape E124 qui est la démodulation du signal de marquage estimé pour déduire le bit qui avait été

inséré dans l'objet vidéo VO'; de l'image l'.

La démodulation comporte une corrélation entre la séquence de démodulation calculée à l'étape E123 et le signal de marquage estimé à l'étape E122. La valeur de corrélation est soit considéré seule, soit additionnée aux valeurs de corrélation précédemment obtenues pour le même bit, sur d'autres images de la séquence. Le signe de la valeur de corrélation ou de la somme des valeurs de

corrélation fournit la valeur du bit inséré.

Lorsque tous les symboles du message ont été extraits, le message extrait est alors décodé. Par exemple, si l'on sait qu'il est composé de caractères ASCII, on regroupe les bits extraits par groupes de huit bits, et on

associe un caractère ASCII à chaque groupe.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais englobe, bien au contraire,

toute variante à la portée de l'homme du métier.

Claims (30)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'insertion d'un message dans une séquence d'images numériques, caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque image (In) dans laquelle un symbole du message est à insérer, les étapes de: - détermination (E2) d'un premier objet vidéo dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer, - détermination (E2) d'un second objet vidéo correspondant au premier objet vidéo, dans une seconde image de la séquence, détermination (E3) d'une intersection entre les premier et second objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer,

- insertion (E7) du symbole dans l'intersection.

2. Procédé d'insertion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insertion du symbole dans l'intersection comporte les étapes de: détermination (E4) d'une séquence de modulation à partir du second objet vidéo, - modulation (E6) du symbole à insérer par la séquence de modulation déterminée,

- insertion (E7) du symbole modulé dans l'intersection.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la séquence de modulation est générée (E4) à partir de la texture du second objet

vidéo (VOn+,).

4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la détermination d'une séquence de modulation comporte: - la division entière (E42) de la valeur d'une composante prédéterminée de chaque pixel de l'image de référence, par une première valeur prédéterminée (Q), - la comparaison (E43) du reste de la division entière avec une seconde valeur prédéterminée, pour chaque division entière, - la détermination (E44, E45) de la valeur de chaque coefficient de la séquence de modulation, en fonction du résultat respectif de chaque comparaison.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la

composante prédéterminée est la luminance.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que la seconde image (ln+1) est l'image suivant l'image

courante (In) dans la séquence.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce que l'insertion (E7) est effectuée dans une image sur deux.

8. Procédé d'extraction d'un message à partir d'une séquence d'images dans laquelle le message a été inséré par le procédé d'insertion selon

l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte les

étapes de: - sélection (E10) d'une région d'intérêt dans une image de la séquence, - suivi temporel (E1) de la région d'intérêt sur au moins une partie de la séquence, - extraction (E12) des symboles du message sur la région d'intérêt

en fonction du résultat du suivi temporel.

9. Procédé d'extraction selon la revendication 8, caractérisé en que l'extraction d'un symbole comporte: - détermination (E120) d'un troisième objet vidéo dans l'image dans laquelle un symbole du message a été inséré, - détermination (E120) d'un quatrième objet vidéo correspondant au troisième objet vidéo, dans une autre image de la séquence, détermination (E120) d'une intersection entre les troisième et quatrième objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message a été inséré,

- extraction (E124) du symbole depuis l'intersection.

10. Procédé d'extraction selon la revendication 9, caractérisé en que l'extraction d'un symbole comporte: - détermination (E123) d'une séquence de démodulation à partir du quatrième objet, - estimation (E122) du signal de marquage du symbole inséré, - démodulation du signal de marquage estimé par la séquence de démodulation.

11. Procédé d'extraction selon la revendication 10, caractérisé en que l'estimation du signal de marquage du symbole inséré comporte les étapes de: - prédiction temporelle (E121) de l'intersection courante à partir de 2o deux autres images de la séquence, et - soustraction (E122) de l'intersection prédite de l'intersection courante.

12. Procédé d'extraction selon la revendication 11, caractérisé en que la prédiction (E121) de l'intersection courante est effectuée par un calcul de moyenne des deux images encadrant l'image dans laquelle un symbole a

été inséré.

13. Procédé d'extraction selon l'une quelconque des revendications

9 à 12, caractérisé en que les troisième et quatrième objets vidéo correspondent au moins partiellement aux premier et second objets vidéo, respectivement.

14. Dispositif d'insertion d'un message dans une séquence d'images numériques, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de détermination d'un premier objet vidéo (VOn) dans chaque image (In) dans laquelle un symbole du message est à insérer, - des moyens de détermination d'un second objet vidéo (VOn+1) correspondant au premier objet vidéo, dans une seconde image (In+1) de la séquence, - des moyens de détermination d'une intersection (INn) entre les premier et second objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message est à insérer,

- des moyens d'insertion du symbole (bm) dans l'intersection.

15. Dispositif d'insertion selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens d'insertion du symbole dans l'intersection comportent: des moyens de détermination d'une séquence de modulation (Wn+1) à partir du second objet vidéo, - des moyens de modulation du symbole à insérer par la séquence de modulation déterminée,

- des moyens d'insertion du symbole modulé dans l'intersection.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est adapté à générer la séquence de modulation à partir de la texture du second

objet vidéo (VOn+1).

17. Dispositif selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que les moyens de détermination d'une séquence de modulation comportent: - des moyens de division entière de la valeur d'une composante prédéterminée de chaque pixel de l'image de référence, par une première 3o0 valeur prédéterminée (Q), - des moyens de comparaison du reste de la division entière avec une seconde valeur prédéterminée, pour chaque division entière, - des moyens de détermination de la valeur de chaque coefficient de la séquence de modulation, en fonction du résultat respectif de chaque comparaison.

18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il est

adapté à considérer la luminance comme composante prédéterminée.

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 18,

caractérisé en ce qu'il est adapté à considérer l'image (In+1) suivant l'image

courante (In) dans la séquence comme seconde image.

20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 19,

caractérisé en ce qu'il est adapté à effectuer l'insertion dans une image sur deux.

21. Dispositif d'extraction d'un message à partir d'une séquence d'images dans laquelle le message a été inséré par le dispositif d'insertion

selon l'une quelconque des revendications 14 à 20, caractérisé en ce qu'il

comporte: - des moyens de sélection d'une région d'intérêt dans une image (l'a) de la séquence, - des moyens de suivi temporel de la région d'intérêt sur au moins une partie de la séquence, - des moyens d'extraction des symboles du message sur la région

d'intérêt en fonction du résultat du suivi temporel.

22. Dispositif d'extraction selon la revendication 21, caractérisé en que les moyens d'extraction d'un symbole comportent: - des moyens de détermination d'un troisième objet vidéo dans 3 o l'image (V'i) dans laquelle un symbole du message a été inséré, - des moyens de détermination d'un quatrième objet vidéo correspondant au troisième objet vidéo, dans une autre image (V'i+i) de la séquence, - des moyens de détermination d'une intersection (IN'i) entre les troisième et quatrième objets vidéo, dans l'image dans laquelle un symbole du message a été inséré,

- des moyens d'extraction du symbole depuis l'intersection.

23. Dispositif d'extraction selon la revendication 22, caractérisé en que les moyens d'extraction d'un symbole comportent: - des moyens de détermination d'une séquence de démodulation à partir du quatrième objet, - des moyens d'estimation du signal de marquage du symbole inséré, - des moyens de démodulation du signal de marquage estimé par la

séquence de démodulation.

24. Dispositif d'extraction selon la revendication 23, caractérisé en que les moyens d'estimation du signal de marquage du symbole inséré comportent: - des moyens de prédiction temporelle de l'intersection courante à partir de deux autres images de la séquence, et - des moyens de soustraction de l'intersection prédite de

l'intersection courante.

25. Dispositif d'extraction selon la revendication 24, caractérisé en que les moyens de prédiction de l'intersection courante sont adaptés à effectuer un calcul de moyenne des deux images ' 1'j+) encadrant l'image

dans laquelle un symbole a été inséré.

26. Dispositif d'extraction selon l'une quelconque des revendications

22 à 25, caractérisé en qu'il est adapté à considérer des troisième et quatrième objets vidéo qui correspondent au moins partiellement aux premier et second

objets vidéo, respectivement.

27. Dispositif d'insertion selon l'une quelconque des revendications

14 à 20, caractérisé en ce que les moyens de détermination et insertion sont incorporés dans: - un microprocesseur (100), - une mémoire morte (102) comportant un programme pour traiter les données, et - une mémoire vive (103) comportant des registres adaptés à

enregistrer des variables modifiées au cours de l'exécution dudit programme.

28. Dispositif d'extraction selon l'une quelconque des revendications

21 à 26, caractérisé en ce que les moyens de détermination et extraction sont incorporés dans: - un microprocesseur (100), - une mémoire morte (102) comportant un programme pour traiter les données, et - une mémoire vive (103) comportant des registres adaptés à

enregistrer des variables modifiées au cours de l'exécution dudit programme.

29. Appareil de traitement (10) d'une séquence d'images numériques, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés à mettre en

oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.

30. Appareil de traitement (10) d'une séquence d'images numériques, caractérisé en ce qu'il comporte le dispositif selon l'une

quelconque des revendications 15 à 28.