Nouvelles avancées en tatouage d’images
ISIS : Thèmes B et D

Jeudi 12 mars 2009, ENST Paris

Ces dernières années le domaine du tatouage des données à fortement évoluer et de nouvelles problématiques sont apparues complétant l’aspect initial de sécurité et des techniques associées. Ces nouvelles directions sont dues à la nature des données traitées et nécessitent en plus de l’aspect transmission la prise en compte des données (image, vidéo).
C’est pourquoi nous proposons une journée sur le tatouage à l’intersection du thème B (Traitement des images) et du thème D (Compression, transmission) du GDR

L'objectif de la journée est de rassembler les communautés sécurité et image afin de confronter les approches et de mettre en évidence les complémentarités du codage/sécurité et de la dimension psychovisuelle et sémantique des données. Cette journée regroupera des présentations sur le bilan et les nouvelles pistes dans le monde du codage et de la sécurité ainsi que des présentations sur les approches nouvelles en termes de qualité et de tatouage basé contenu.

Un appel à communication sur les avancées récentes en tatouage, stéganographie et insertion de données, tatouage basé contenu (contours, régions, …) et d¹évaluation de la qualité dans le domaine du tatouage/stéganographie est ouvert.

Philippe Carré, SIC/XLIM [carre@sic.univ-poitiers.fr]
Gaetan LE GUELVOUIT, Orange Labs [gaetan.leguelvouit@orange-ftgroup.com]
et William Puech, ICAR/LIRMM [william.puech@lirmm.fr].

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                        PROGRAMME                       
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* 10h00 Introduction et présentation de la journée
G. Le Guelvouit, Ph. Carré et W. Puech
* 10h15 Tatouage et désynchronisation
M. Chaumont, LIRMM, Montpellier
* 11h00 Protections souples des contenus vues du côté industriel
G. Le Guelvouit, Orange Labs, Cesson-Sévigné
* 11h45 Mesures psychophysiques de la gêne générée par la sécurisation des contenus.
C. Larabi, SIC/XLIM, Poitiers
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12h30                  Déjeuner
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* 13h45 Tatouage robuste et aveugle de maillages 3-D en utilisant les harmoniques variétés
K. Wang, M. Luo, A.G. Bors, F. Denis et G. Lavoué, LIRIS, Lyon
* 14h15 Techniques sûres de tatouage par étalement de spectre pour l'image
B. Mathon, P. Bas et F. Cayre, GIPSA Lab, Grenoble
* 14h45 Tatouage de vidéo H.264
S. Braci, LSS/Supélec, Paris
* 15h15 Insertion d'une fonctionnalité de tatouage dans une chaine de compression pour l'imagerie médicale
        J.M. Moureaux, CRAN, Nancy
* 15h45 Tatouage de vidéo dans le domaine compressé: récentes avancées
        M. Mitrea, F. Prêteux, INT ARTEMIS, Paris
* 16h15 Conclusion de la journée.
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                RÉSUMÉ DES PRÉSENTATIONS                       
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Protections souples des contenus vues du côté industriel
G. Le Guelvouit, Orange Labs, Cesson-Sévigné

Les technologies de protection des contenus à base de cryptographie - telles que la DRM - sont sur le déclin, à cause des consommateurs qui se sentent bridés malgré leur honnêteté, sans compter leur efficacité discutable. En effet, impossible de transférer les contenus protégés sur des appareils non compatibles avec la protection, sans compter les problèmes lors du changement de son ordinateur, ou la fermeture des sites de vente. Les récentes études du gouvernement (le rapport de la commission Besson notamment) relaient ce mécontentement et conseillent les alternatives à base de protections "souples", c'est-à-dire le tatouage et la reconnaissance de contenus. En tant qu'industriels fortement impliqués dans la distribution de contenus (VOD, satellite, TV sur IP, etc.), nous passons en revue les opportunités offertes par ces protections souples, et les nouvelles formes de consommation que nous pourrions exploiter. Nous verrons aussi leur mise en œuvre, mais aussi leurs limitations, à la fois techniques et sociologiques.

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Mesures psychophysiques de la gêne générée par la sécurisation des contenus.
C. Larabi XLIM-SIC, Poitiers

La sécurisation des contenus est devenue une problématique majeure dans le monde de l'édition multimédia et du cinéma. Les approches adoptées représentent une combinaison d'un ou de plusieurs algorithmes dont le watermarking, le cryptage, l'incrustation, ... Ces outils génèrent parfois des résidus (souhaités ou non) au niveau de l'image finale. L'étude menée cherche à caractériser d'un point de vue psychophysique le potentiel de gêne de certaines approches au regard des différents types de marque.

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Tatouage et désynchronisation
M. Chaumont, LIRMM, Montpellier

Depuis la naissance du tatouage numérique moderne, dans le début des années 1990, tout le monde s’accorde sur le fait qu’un bon système de tatouage devrait être robuste (« être résistant ») à de simples attaques de désynchronisations comme la rotation, le changement d’échelle ou le rognage de l’image. Plusieurs systèmes ont été proposés, fin des années 90 - début des années 2000, mais ceux-ci ne résistent pas à toutes les attaques et en particulier rares sont ceux qui résistent à l’attaque « print-and-scan » ou à l’attaque de rognage. De plus ils présentent de fortes faiblesses face aux attaques malveillantes qui consistent à sciemment perturber le système. Dans cet exposé nous évoquerons les différentes familles de tatouage robustes aux désynchronisations en présentant les avantages, les inconvénients et les évolutions possibles.

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Tatouage robuste et aveugle de maillages 3-D en utilisant les harmoniques variétés
K. Wang, M. Luo, A.G. Bors, F. Denis et G. Lavoué, LIRIS, Lyon

Nous allons présenter une nouvelle méthode spectrale de tatouage robuste et aveugle pour les maillages 3-D. Cette méthode est basée sur l’analyse en harmoniques variétés, récemment proposée par l’équipe ALICE de l’INRIA. Les coefficients spectraux obtenus en utilisant cette analyse sont très robustes aux différentes attaques, incluant les attaques de connectivité. Un tatouage aveugle de 16 bits est inséré dans le maillage par un processus de quantification itérative de ses coefficients spectraux basse fréquence. L’imperceptibilité du tatouage est assurée car il est prouvé que le système visuel humain est moins sensible aux changements de ces composants basse fréquence. Selon le principe d’étalement de spectre, l’insertion dans un domaine spectral augmente également la sécurité du tatouage. Notre méthode est expérimentalement robuste aux attaques de géométrie et de connectivité. Elle a aussi été comparée avec une approche de l’état de l’art en termes de différents indicateurs (robustesse, imperceptibilité, sécurité).

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Techniques sûres de tatouage par étalement de spectre pour l'image
B. Mathon, P. Bas et F. Cayre, GIPSA Lab, Grenoble

Cet exposé porte sur la sécurité des schémas de tatouage par étalement de spectre. On se place dans le cadre WOA (Watermarked Only Attack), le pirate a uniquement accès à plusieurs contenus tatoués avec des messages différents mais avec une unique clé secrète. Si la méthode est dite "non sûre", le pirate, à l'aide de techniques de séparation de sources (par exemple une analyse en composantes indépendantes), pourra obtenir des informations sur la clé secrète et pourra ainsi modifier, copier, ou supprimer le message caché. Des techniques dites sûres seront présentées ainsi qu'une application au tatouage d'images naturelles.

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Tatouage de vidéo H.264
S. Braci, LSS/Supélec, Paris

A l'heure du P2P et du tout numérique, une solution basée sur le marquage (tatouage) des contenus multimédias s'impose pour lutter contre le piratage. Dans nos travaux, nous nous intéressons à la problématique du tatouage vidéo. Les contenus vidéo étant souvent compressés, nous utilisons la norme la plus répandue, c'est-à-dire H.264/MPEG-4 AVC. Alors que la compression est souvent vue comme une attaque contre le tatouage, nous l'utilisons à notre avantage. Pour notre système de marquage, elle nous évite de faire un pré-processing pour sélectionner les parties les plus pertinentes, contenant donc le plus d'énergie. Ainsi, il  est possible de procéder à des modifications parfaitement invisibles. Le tatouage devient alors une partie intégrante de la vidéo sans que le cout de calcul augmente. De plus, l'adaptation de nos paramètres de tatouages avec celles de la compression nous permet d'anticiper plusieurs types attaques.

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Insertion d'une fonctionnalité de tatouage dans une chaine de compression pour l'imagerie médicale
J.M. Moureaux, CRAN, Nancy

La compression visant à éliminer l’information imperceptible, c'est-à-dire invisible dans le cas des images, alors que l’objectif du tatouage est d’insérer une information imperceptible, on comprend aisément pourquoi elle représente l’une des attaques les plus destructrices vis-à-vis du tatouage. Ce point a motivé de nombreux travaux ayant pour objectif d’assurer la robustesse du schéma de tatouage face à la compression. Motivation renforcée par le fait que la compression représente dans la majorité des cas un passage obligé de la transmission ou du stockage des images (ou d’autres supports numériques). L’approche dite de Quantification Vectorielle Algébrique Modulée décrite ici est telle que la compression ne constitue plus une source d’interférence pour le tatouage. Elle vise à exécuter conjointement compression et tatouage et est basée sur le fait que les fonctions d’insertion des célèbres approches de type QIM peuvent être vues comme des codeurs de source. Les travaux existant sur l’approche conjointe donnent des développements théoriques et expérimentaux
intéressants du point de vue du tatouage. C’est le cas par exemple de Wu et al qui proposent un schéma conjoint à débit fixe basé sur des quantificateurs scalaires décalés. Nous verrons cependant que le développement d’un schéma conjoint dans un contexte de débit variable et de données réelles nécessite la prise en compte de contraintes qui doivent être étudiées sous l’angle de la compression.

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Tatouage de vidéo dans le domaine compressé: récentes avancées
M. Mitrea, F. Prêteux, INT ARTEMIS, Paris

Dans le contexte de la société du tout numérique, on assiste à un foisonnement de contenus lié à la multiplication des sources de production et des moyens de diffusion. La quantité d’information ainsi générée nécessite d’intégrer des schémas de compression efficaces pour répondre aux
contraintes des supports. Par ailleurs, pour préserver les droits des nouveaux auteurs de contenus auto-produits, des technologies de tatouage doivent être mises en œuvre. L’enjeu est aujourd’hui d’effectuer le tatouage sur les données compressées. Or, compression et tatouage sont deux applications antinomiques. Alors que la compression vise à éliminer toute redondance visuelle existant dans une vidéo par exemple, le tatouage exploite précisément cette même redondance
pour y cacher une marque. En considérant la norme de compression la plus performante aujourd’hui pour la vidéo (MPEG-4 AVC), nos recherches ont permis d’établir pour la première
fois quelles sont les limites théoriques du tatouage dans le domaine compressé. Cet exposé traitera donc des aspects suivant : (1) quelles sont les modifications imperceptibles maximales supportées par un flux compressé, (2) quel est l’effet des attaques malveillantes et (3) comment peut-on
évaluer la capacité d’un système de tatouage dans le domaine compressé.