Détection de compression JPEG afin de révéler des falsifications d'images

Encadrants : 

Occurrences : 

2016

Nombre d'étudiants minimum: 

2

Nombre d'étudiants maximum: 

4

Nombre d'instances : 

1

Contexte :

Il devient de plus en plus facile de créer des images falsifiées visuellement plausibles, grâce au développement de caméras d'haute qualité et de logiciels puissants de retouches photographiques. Ces images falsifiées apparaissent avec une fréquence croissante dans notre quotidien, par exemple dans la publicité ou la politique. Afin de lutter contre une telle manipulation de l'image, la criminalistique d'image (à savoir « image forensics » en anglais) essaie de vérifier si une image donnée est vraiment authentique ou si son contenu a été manipulé.

Une pratique courante pour créer une image falsifiée consiste à couper et coller des morceaux d'images différentes, ce qui crée des incohérences entre les différentes région de l'image falsifiée. La détection de traces de ces incohérences reste un problème très difficile. L'objectif de ce projet est de détecter des images falsifiées dans un scénario simplifié, en se concentrant sur la compression JPEG (le format le plus populaire pour les images numériques). Dans l'hypothèse simplifiée que la partie suspecte d'une image falsifiée a été coupée depuis une image compressée avec JPEG, la détection des images falsifiées peut être réalisée par la détection de la compression JPEG (illustré dans la figure ci-dessus). L'objectif applicatif pour l'équipe est de mettre en œuvre un système capable d'exposer des images falsifiées à travers la détection de la compression JPEG, et par la suite de localiser les parties suspectes dans l'image.

Objectif du projet :

La réalisation de ce projet se fait en deux étapes principales :

·   trouver des méthodes statistiques pour détecter la compression JPEG ;

·   localiser la partie compressée JPEG dans une image falsifiée.

Afin d'effectuer la différentiation entre une image originale (jamais compressée) et une image compressée JPEG, il faut bien connaître le changement statistique dans une image provoqué par la compression JPEG. Il y a deux types d'artefacts dans une image compressée JPEG (montrés dans la figure ci-dessous) : les effets de bloc dans le domaine spatial et les artefacts de quantification dans le domaine DCT (a savoir « Discrete Cosine Transform » en anglais). L'objectif est donc de construire des indicateurs basés sur ces deux types d'artefacts, afin d'effectuer la classification entre l'image originale et celle compressée JPEG.

Pour localiser la partie suspecte dans l'image falsifiée, on la divise en blocs petits (par exemple, avec la taille 32x32). Chaque bloc d'image peut être étiqueté comme compressé ou non, par l'indicateur précédemment construit. La précision de détection sera évaluée par rapport à la réalité terrain.

Réalisation :

Ce projet est à faire en MATLAB ou Python. L'équipe recevra :

·   une introduction aux bases de la compression JPEG ainsi que celles du traitement d'image ;

·   des références reliées à des solutions possibles pour construire des indicateurs pour la détection de la compression JPEG ;

·   des images falsifiées dont certaines parties sont compressées avec JPEG ;

·   un toolbox en Matlab pour lire l'information de l'image compressée JPEG, y compris les coefficients DCT.

Mots-clés :

Détection d'images falsifiées, compression JPEG, traitement des images et du signal