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INSA de Rennes (27/11/2008), Olivier Déforges (Dir.)
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Archivage Sécurisé d'Images
Jean Motsch1

La multiplication des dispositifs de prise de vues, classiques comme les appareils photographiques, nouveaux comme les imageurs IRM et les analyseurs multispectraux, amène à prendre en charge des volumes de données croissants exponentiellement. En corollaire, la nécessité d'archiver de telles quantités de données introduit des questions nouvelles. Comment gérer des images de très grande taille ? Comment garantir l'intégrité des données enregistrées ? Quel mécanisme utiliser pour lier une image à des données ? Pendant longtemps, l'accent a été mis sur les performances de compression des schémas de codage, avec pour instruments de mesure les courbes débit-distorsion et quelques évaluations subjectives. Des propriétés de scalabilité, de gestion du débit, de résistance aux erreurs sont apparus pour prendre en compte les évolutions des techniques relatives aux media de communication. Cependant, la prise en compte des impératifs liés à l'archivage amène à considérer de nouveaux services, comme la gestion de la copie, l'ajout de métadonnées et la sécurité des images. Dans la plupart des cas, ces services sont fournis en dehors des schémas de compression, à l'exception notable de JPSEC, effort lié à JPEG-2000. L'approche retenue dans cette étude est l'intégration dans un codeur d'images fixes performant, le codeur LAR, des primitives de chiffrement et d'insertion de données permettant d'assurer l'essentiel des services liés à l'archivage des images. Le codeur LAR est hiérarchique, scalable en résolution et qualité, et permet d'aller du codage avec perte vers du codage sans perte. Ses performances sont au-delà de l'état de l'art, particulièrement en très bas débit et en compression sans perte. Le point clef des performances de ce codeur est un partitionnement quadtree adapté au contenu sémantique de l'image. Dans le contexte de l'archivage sécurisé d'images, ce document présente donc le tryptique suivant : compression efficace, chiffrement partiel et insertion de données. Pour la compression, l'utilisation d'une transformée de Hadamard réversible alliée à des filtres non linéaires permet d'obtenir de bonnes performances, avec ou sans pertes. Pour le chiffrement, l'utilisation de la structure hiérarchique du codeur LAR permet de mettre en place un schéma de chiffrement partiel. Il autorise une gestion fine des droits et des clefs, ainsi que le choix dans les niveaux de résolution et qualité possibles. Des éléments permettant une protection à coût nul sont également présentés. Pour l'insertion de données, le parallèle existant entre le LAR-Interleaved S+P et l'extension de la différence permet de mettre en œuvre un schéma efficace.
1:  IETR - Institut d'Electronique et de Télécommunications de Rennes
Image
hierarchical encryption – data embedding – multiresolution framework

Secured image storage
Modern still image codecs furnish more than just good distortion-rate performances. They must also provide some services. Scalability in resolution and quality, er- ror resilience and embedded bitstreams were among the first one to be available. There is still room for enhance- ment, especially when it comes to security-oriented fea- tures. Data embedding is necessary, as for inserting metadata, or to copyright a picture. We present the use of a very simple reversible data embedding method in a multiresolution still image codec framework. Experimental results show the usefulness of such an adequation of techniques from different domain. Moreover, the embedding overhead is evaluated and shows to be very acceptable. Image encryption is one of the aspect of image secu- rity. This PhD work presents the embedding of an encryption service in a multiresolution lossless codec. Partial encryption is performed using ciphering only the keystone part of the codec algorithm, a quadtree decomposition. This results in a hierarchical encryption scheme, showing to be a good tradeoff between encryption speed, selective access and robustness.

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