Approche IDCHC-SEP

Dans l’approche IDCHC-SEP (insertion de données cachées haute capacité avec signalisation des erreurs de prédiction), le but principal est d’être capable de reconstruire parfaitement l’image originale. Dans ce cas, la charge utile peut sensiblement diminuer à cause de la signalisation de l’emplacement des EP. Pour signaler les EP, le message à insérer est adapté de manière à tenir compte de la carte de localisation des EP, construite pendant la phase de détection des EP. L’image originale est alors chiffrée sans pré- traitement et ensuite, l’emplacement des EP est inséré dans l’image chiffrée. Pendant l’étape d’IDC, les bits du message secret peuvent seulement être insérés dans les pixels disponibles. A la fin du décodage, grâce à la signalisation des EP, l’image originale est

reconstruite sans perte, ce qui est indiqué par une valeur du PSNR qui tend vers +∞.

Le schéma général de cette approche est présenté en fig. 4.4.

Image originale

I

Détection des EP

Carte binaire de localisation des erreurs

Chiffrement Clé de chiffrement Kc Image chiffrée Ic Signalisation de l’emplacement des EP

Image chiffrée I_c0_avec

les EP signalées IDC

Clé d’insertion Km Message Image chiffrée marquée Ic_m

Prédicteur utilisé

Pour chaque pixel, deux pixels voisins peuvent être utilisés comme prédicteurs :

celui de gauche p(i, j− 1) et celui du haut p(i − 1, j). Pour déterminer lequel des deux

est considéré en tant que prédicteur, la valeur absolue de leur différence avec le pixel courant p(i, j) est calculée et la valeur la plus proche est sélectionnée :

Si |p(i − 1, j) − p(i, j)| < |p(i, j − 1) − p(i, j)| ,

alors, pred(i, j) = p(i_{− 1, j),} (4.10)

sinon, pred(i, j) = p(i, j_{− 1).}

Dans certains cas, l’autre valeur peut être utilisée comme prédicteur pour l’inverse du pixel inv(i, j) pendant la détection des EP, mais le résultat reste identique. Nous notons que la moyenne entre les pixels à gauche et au dessus peut aussi être consi- dérée comme prédicteur, comme pour l’approche IDCHC-CEP, mais il a été montré expérimentalement que les résultats obtenus étaient moins intéressants.

Signalisation de l’emplacement des EP

Pendant l’étape de détection des EP, l’emplacement des EP est renseigné dans une carte binaire de localisation des EP, comme expliqué en section 4.3.1. Ensuite, l’image

originale I est chiffrée et, avant l’insertion du message, l’image chiffrée Icest adaptée

pour éliminer les EP. Elle est divisée en blocs de huit pixels et parcourue, bloc par bloc, dans l’ordre des lignes de balayage. Si au moins une EP est identifiée dans un bloc selon la carte binaire de localisation des EP, alors le bloc courant est encadré de deux drapeaux en remplaçant le MSB de chaque pixel des blocs précédents et suivant par des 1. Dans le bloc courant, le MSB du pixel est substitué par la valeur 1 s’il existe une EP et par la valeur 0 le cas échéant, comme illustré en fig. 4.5. Dans le cas où il n’y a pas d’EP dans le bloc courant et s’il ne sert pas de drapeau, alors les huit pixels de ce bloc sont utilisés pour l’IDC, comme décrit en section 4.3.1. Si des EP sont présentes dans deux blocs adjacents, le drapeau qui indique la fin de la séquence d’erreur est décalé jusqu’au prochain bloc sans EP. La perte en termes de charge utile est alors moins importante puisque les drapeaux sont utilisés pour plus d’une EP. Nous notons qu’il est possible de considérer des blocs de taille inférieure mais, statistiquement, le risque qu’une partie du message secret soit identifiée comme étant un drapeau augmente. Avec des blocs de huit pixels, le compromis entre la perte de charge utile et le taux de fausse alarme est raisonnable. En effet, peu de pixels ne peuvent pas être marqués par les bits du message secret et la probabilité qu’une partie du message ressemble à un drapeau est très faible (₂18)1.

L’image chiffrée Ic0 avec les EP signalées est alors obtenue. Grâce à ce traitement,

pendant la phase d’insertion, le propriétaire du message caché peut extraire les valeurs des MSB de chaque pixel et utiliser l’information sur l’emplacement des EP pour détecter les pixels pouvant être marqués par les bits du message secret (i.e. dans tous les blocs où il n’y a pas d’EP et qui ne servent pas de drapeaux). Tous les pixels disponibles sont

alors marqués pour obtenir l’image chiffrée marquée Ic_m, en utilisant l’équation (4.3).

1. Si huit bits consécutifs du message secret sont égaux à 1, ils peuvent être considérés comme un drapeau de fin de séquence. A ce jour, nous n’avons pas proposé de solution permettant de résoudre ce problème, toutefois rarement rencontré dans le domaine chiffré.

FIGURE4.5 – Signalisation des EP.

Extraction du message et reconstruction de l’image

Pendant le décodage, le message secret peut être extrait en suivant les étapes sui- vantes :

— Les pixels de l’image chiffrée marquée Ic_msont parcourus et, pour chaque pixel,

la valeur du MSB est extraite, selon l’équation (4.4), et stockée. Les bits extraits jusqu’à la première séquence de huit bits égaux à 1 sont supposés comme étant ceux du message secret.

— Quand une telle séquence est rencontrée, cela indique le début d’une séquence comportant des EP. Puisque les pixels suivants n’ont pas été marqués pendant la phase d’insertion du message, les pixels sont parcourus jusqu’à la prochaine séquence de huit MSB égaux à 1, qui indique ainsi la fin de la séquence d’erreur. — Ce processus est répété jusqu’à la fin de l’image.

D’autre part, comme cette méthode est totalement réversible, l’image originale I est

parfaitement reconstruite. L’image chiffrée marquée Ic_mest d’abord déchiffrée pour

retrouver les sept LSB de chaque pixel, en utilisant l’équation (4.5). Ensuite, les valeurs des MSB de chaque pixel sont prédites à l’aide de l’équation (4.6) et de l’équation (4.7).