TCQ Practical Evaluation in the Hyper-Cube Watermarking Framework

International audienceThe Hyper-Cube watermarking has shown a high potential for high-rate robust watermarking. In this paper, we carry on the study and the evaluation of this quantization-based approach. We especially focus on the use of a Trellis Coded Quantization (TCQ) and its impact on the Hyper-Cube performances. First, we recall the TCQ functioning principle andwe propose adapted quantizers. Second, we analyze the integration of the TCQ module in a cascade of two coders (resp. two decoders). Finally, we experimentally compare the proposed approach with the state-of-the-art of high-rate watermarking schemes. The obtained results show that our Multi-Hyper-Cube scheme always provides good average performance

Pooled Steganalysis in JPEG: how to deal with the spreading strategy?

International audienceIn image pooled steganalysis, a steganalyst, Eve, aims to detect if a set of images sent by a steganographer, Alice, to a receiver, Bob, contains a hidden message. We can reasonably assess that the steganalyst does not know the strategy used to spread the payload across images. To the best of our knowledge, in this case, the most appropriate solution for pooled steganalysis is to use a Single-Image Detector (SID) to estimate/quantify if an image is cover or stego, and to average the scores obtained on the set of images. In such a scenario, where Eve does not know the spreading strategies, we experimentally show that if Eve can discriminate among few well-known spreading strategies, she can improve her steganalysis performances compared to a simple averaging or maximum pooled approach. Our discriminative approach allows obtaining steganalysis efficiencies comparable to those obtained by a clairvoyant, Eve, who knows the Alice spreading strategy. Another interesting observation is that DeLS spreading strategy behaves really better than all the other spreading strategies. Those observations results in the experimentation with six different spreading strategies made on Jpeg images with J-UNIWARD, a state-of-the-art Single-Image-Detector, and a dis-criminative architecture that is invariant to the individual payload in each image, invariant to the size of the analyzed set of images, and build on a binary detector (for the pooling) that is able to deal with various spreading strategies

Extraction d'un modèle 3d de visage en temps-réel et de manière robuste

Cet article traite de l'extraction d'un modèle 3D de visage et de son positionnement 3D à partir d'un faible nombre de couples de points 2D-3D en correspondance. Cette extraction est envisagée comme une phase d'initialisation pour une application de suivi de visage temps-réel basé modèle 3D. L'inconvénient majeur des solutions actuelles pour l'extraction de modèle 3D sont soit la complexité calculatoire, soit la modélisation simplifiée. Notre solution, quant à elle, est rapide, robuste et suffisamment descriptive, ce qui la rend exploitable comme initialisation pour un suivi de visage temps-réel basé modèle 3D. Cette solution se décompose en deux étapes : une approximation suivie d'un raffinement d'un modèle 3D générique. Les résultats obtenus montre des performances en terme de robustesse, de rapidité et de réalisme

Schémas de tatouage d'images, schémas de tatouage conjoint à la compression, et schémas de dissimulation de données

In this manuscript we address data-hiding in images and videos. Specifically we address robust watermarking for images, robust watermarking jointly with compression, and finally non robust data-hiding.The first part of the manuscript deals with high-rate robust watermarking. After having briefly recalled the concept of informed watermarking, we study the two major watermarking families : trellis-based watermarking and quantized-based watermarking. We propose, firstly to reduce the computational complexity of the trellis-based watermarking, with a rotation based embedding, and secondly to introduce a trellis-based quantization in a watermarking system based on quantization.The second part of the manuscript addresses the problem of watermarking jointly with a JPEG2000 compression step or an H.264 compression step. The quantization step and the watermarking step are achieved simultaneously, so that these two steps do not fight against each other. Watermarking in JPEG2000 is achieved by using the trellis quantization from the part 2 of the standard. Watermarking in H.264 is performed on the fly, after the quantization stage, choosing the best prediction through the process of rate-distortion optimization. We also propose to integrate a Tardos code to build an application for traitors tracing.The last part of the manuscript describes the different mechanisms of color hiding in a grayscale image. We propose two approaches based on hiding a color palette in its index image. The first approach relies on the optimization of an energetic function to get a decomposition of the color image allowing an easy embedding. The second approach consists in quickly obtaining a color palette of larger size and then in embedding it in a reversible way.Dans ce manuscrit nous abordons l’insertion de données dans les images et les vidéos. Plus particulièrement nous traitons du tatouage robuste dans les images, du tatouage robuste conjointement à la compression et enfin de l’insertion de données (non robuste).La première partie du manuscrit traite du tatouage robuste à haute capacité. Après avoir brièvement rappelé le concept de tatouage informé, nous étudions les deux principales familles de tatouage : le tatouage basé treillis et le tatouage basé quantification. Nous proposons d’une part de réduire la complexité calculatoire du tatouage basé treillis par une approche d’insertion par rotation, ainsi que d’autre part d’introduire une approche par quantification basée treillis au seind’un système de tatouage basé quantification.La deuxième partie du manuscrit aborde la problématique de tatouage conjointement à la phase de compression par JPEG2000 ou par H.264. L’idée consiste à faire en même temps l’étape de quantification et l’étape de tatouage, de sorte que ces deux étapes ne « luttent pas » l’une contre l’autre. Le tatouage au sein de JPEG2000 est effectué en détournant l’utilisation de la quantification basée treillis de la partie 2 du standard. Le tatouage au sein de H.264 est effectué à la volée, après la phase de quantification, en choisissant la meilleure prédiction via le processus d’optimisation débit-distorsion. Nous proposons également d’intégrer un code de Tardos pour construire une application de traçage de traîtres.La dernière partie du manuscrit décrit les différents mécanismes de dissimulation d’une information couleur au sein d’une image en niveaux de gris. Nous proposons deux approches reposant sur la dissimulation d’une palette couleur dans son image d’index. La première approche consiste à modéliser le problème puis à l’optimiser afin d’avoir une bonne décomposition de l’image couleur ainsi qu’une insertion aisée. La seconde approche consiste à obtenir, de manière rapide et sûre, une palette de plus grande dimension puis à l’insérer de manière réversible

Étude des réseaux de neurones sur la stéganalyse

National audienceDes travaux récents ont montré que les réseaux de neu-rones ont un fort potentiel dans le domaine de la stégana-lyse. L'avantage d'utiliser ce type d'architecture, en plus d'être robuste, est que le réseau apprend les vecteurs ca-ractéristiques de manière automatique grâce aux couches de convolution. On peut dire qu'il crée des filtres intelli-gents. Dans cet article nous étudions le deep learning dans le domaine de la stéganalyse afin d'avoir une meilleure compréhension de son fonctionnement. Dans ce document nous présentons les travaux que nous avons effectués sur les réseaux de neurones convolutionnels. Tout d'abord, nous expliquons les aspects théoriques des réseaux de neu-rones, puis nous présentons nos protocoles expérimentaux et nous commentons les résultats obtenus. Mots clefs Stéganalyse, Deep Learning, réseaux de neurones, cover source mismatch

Visualisation 3D temps-réel à distance de MNT par insertion de données cachées basée ondelettes

National audienceL'utilisation de photographies aériennes, d'images satellites, de cartes scannées et de modèles numériques de terrains amène à mettre en place des stratégies de stockage et de visualisation de ces données. Afin d'obtenir une visualisation en trois dimensions, il est nécessaire de lier ces images appelées textures avec la géométrie du terrain nommée Modèle Numérique de Terrain (MNT). Ces informations sont en pratiques stockées dans trois fichiers différents : MNT, texture, position et projection des données dans un système géo-référencé. Dans cet article, nous proposons de stocker toutes ces informations dans un seul fichier afin de les synchroniser. Nous avons développé pour cela une méthode d'insertion de données cachées basée ondelettes dans une image couleur. Les images de texture contenant les données MNT cachées peuvent ensuite être envoyées du serveur au client afin d'effectuer une visualisation 3D de terrains. Afin de combiner une visualisation en multirésolution et une compression, l'insertion des données cachées est intégrable dans le codeur JPEG 2000

Deep learning is a good steganalysis tool when embedding key is reused for different images, even if there is a cover source-mismatch

International audienceSince the BOSS competition, in 2010, most steganalysis approaches use a learning methodology involving two steps: feature extraction, such as the Rich Models (RM), for the image representation, and use of the Ensemble Classifier (EC) for the learning step. In 2015, Qian et al. have shown that the use of a deep learning approach that jointly learns and computes the features, was very promising for the steganalysis.In this paper, we follow-up the study of Qian et al., and show that in the scenario where the steganograph always uses the same embedding key for embedding with the simulator in the different images, due to intrinsic joint minimization and the preservation of spatial information, the results obtained from a Convolutional Neural Network (CNN) or a Fully Connected Neural Network (FNN), if well parameterized, surpass the conventional use of a RM with an EC.First, numerous experiments were conducted in order to find the best "shape" of the CNN. Second, experiments were carried out in the clairvoyant scenario in order to compare the CNN and FNN to an RM with an EC. The results show more than 16% reduction in the classification error with our CNN or FNN. Third, experiments were also performed in a cover-source mismatch setting. The results show that the CNN and FNN are naturally robust to the mismatch problem.In Addition to the experiments, we provide discussions on the internal mechanisms of a CNN, and weave links with some previously stated ideas, in order to understand the results we obtained. We also have a discussion on the scenario "same embedding key"