Insertion d’un message texte

Pour évaluer le système COFDM proposé à travers une application réelle, nous visons à insérer un message texte jouant le rôle du tatouage dans un signal audio. Le tatouage est inséré avec un débit de 100 b/s et le signal audio utilisé est le "Violin" dont la DSP est illustrée sur la figure 3.14(a). Le message inséré est le texte suivant : "Une personne qui n’a jamais

commis d’erreurs n’a jamais tenter d’innover". L’objectif est de pouvoir récupérer le

message inséré avec le minimum d’erreurs possible même en présence des perturbations externes. Le signal tatoué a subi deux types de perturbations, à savoir ; l’ajout du bruit blanc gaussien BBAG et la compression MPEG. Le message texte récupéré avec et sans perturbations est présenté sur le tableau 3.4. Quand le système n’est soumis à aucune perturbation, le message est détecté sans aucune erreur au niveau du récepteur. De même, lorsque le signal tatoué est soumis au BBAG avec un RSB de 20 dB, le tatouage est extrait parfaitement. Néanmoins, lorsqu’on diminue le RSB à 10 dB et ensuite à 0 dB, le message est récupéré avec des erreurs ; mais il reste compréhensible. Enfin, lorsqu’on applique la compression MPEG 96 kb/s au système COFDM, le message récupéré devient incompréhensible vu qu’il est détecté avec un TEB de l’ordre de 10−1_.

"La parole a beaucoup plus de force pour persuader que l’écriture". René Descartes

Message texte récupéré TEB Perturbations

Une personne qui n’a jamais commis d’erreurs n’a jamais tenter d’innover 0 Sans Une personng qui n’a jamais commis d’erreurs n’a jamais tenter d’innover 0.0020 BBAG 20dB

Une personne qui l’a jamais commis d’err’qrs n’a jaiais tentgr d’innmver 0.0139 BBAG 10dB Une personle qui l’a jamais commis d’erreurs n’a jaiaiw tentgr d’mnnorep 0.0159 BBAG 0dB Toe rersmlne qukanc"jamckq"aoooks d’cptcqrs’lbej akgmup gjteyy t’ohhipgv0.1171 Compression

Tableau 3.4 – Extraction des messages textes par le système COFDM.

Conclusion

L’analyse menée dans la première partie de ce chapitre a permis de mettre l’accent sur le rôle important que joue la modulation dans l’amélioration des performances du système de tatouage audio. Contrairement aux modulations par étalement de spectre utilisées dans les systèmes de tatouage présentés dans la littérature, nous avons intégré les modulations à bande étroite dans le système de tatouage. Après une étude comparative entre les modulations à bande étroite, il s’est avéré que la modulation par déplacement de phase est celle qui assure la meilleure performance en termes de fiabilité de détection.

Dans la deuxième partie du chapitre, nous avons commencé tout d’abord par justifier le choix de la modulation par déplacement de phase. Ensuite, nous avons adapté les paramètres du signal modulé au contexte du tatouage. En effet, nous avons calculé l’amplitude du signal modulé qui permet d’assurer la transparence du tatouage. La fréquence porteuse étant un para- mètre essentiel, nous avons montré les bandes de fréquences qu’il faut choisir afin d’assurer un compromis entre l’inaudibilité et la fiabilité de détection.

Dans la troisième partie du chapitre, nous avons présenté un nouveau système de tatouage informé qui permet d’exploiter la connaissance du signal audio. Cette connaissance permet de bien choisir les formes d’ondes convenables pour améliorer les performances en tatouage audio. Ce nouveau système informé a présenté des résultats meilleurs que les systèmes d’étalement de spectre. L’inconvénient majeur de ce système est le coût de calcul qui ne permet pas son fonctionnement dans les applications à temps réel. De plus, le système informé est fragile face à la compression MPEG.

Afin de surmonter le problème du coût et celui de la robustesse, nous avons proposé un autre système multi-porteuse. Ce système présente une robustesse améliorée face aux perturbations externes y compris la compression MPEG. Ceci est dû au fait de l’ajout de l’intervalle de garde au signal multi-porteuse et l’introduction des codes correcteurs d’erreurs qui améliorent la fiabilité de détection. Enfin, nous avons calculé l’amplitude convenable qu’il faut choisir pour assurer la contrainte d’inaudibilité.

"Marche avec des sandales jusqu’à ce que la sagesse te procure des souliers". Avicenne

Chapitre 4

Approche multi-tatouage basée sur

les techniques d’accès multiples

Actuellement, l’amélioration de la robustesse et du débit d’insertion présentent un défi à relever en tatouage audio. Toutefois, les études existantes montrent que le débit d’insertion influe sur la robustesse du tatouage [27, 33]. Malheureusement, la théorie d’information ne permet pas de calculer théoriquement la capacité des systèmes de tatouage, comme ce qui est déjà fait avec la capacité de Shannon1 _{en communication numérique [101]. Ceci est dû au fait que la nature}

du bruit en tatouage audio est différente de celle du bruit en communication numérique [66]. Plusieurs travaux en tatouage se sont concentrés sur la recherche d’un système de tatouage robuste par étalement de spectre souvent au détriment du débit d’insertion. A l’inverse, nous proposons différentes techniques d’insertion du tatouage qui visent à augmenter en premier lieu le débit et à maximiser ensuite la robustesse vis-à-vis des perturbations externes. En effet, nous allons montrer comment le débit d’insertion ainsi que la robustesse pourront être améliorés tout en garantissant la contrainte d’inaudibilité. Nous allons présenter trois nouveaux systèmes de tatouage multiples permettant l’insertion de plusieurs tatouages en parallèle. Les systèmes de tatouage multiples seront analysés selon divers aspects, y compris non seulement le débit mais aussi la fiabilité de détection, la robustesse et l’inaudibilité. En d’autres termes, nous allons présenter une nouvelle approche de tatouage multiple qui permet d’insérer le maximum de bits d’informations de manière fiable tout en gardant une bonne qualité du signal audio tatoué. Ce chapitre présente trois systèmes de tatouage multiple qui ont pour but :

• L’augmentation du débit d’insertion en se basant sur les techniques d’accès multiples. • La transformation du tatouage aveugle vers un autre non-aveugle grâce au concept de la

séparation de sources.

• L’insertion et l’extraction de plusieurs tatouages dans des signaux audio à double canal. 1. La capacité de Shannon est le débit théorique maximal de transfert d’information sur un canal pour un certain niveau de bruit.

"Écoutez beaucoup, afin de diminuer vos doutes ; soyez attentifs à ce que vous dites, afin de ne rien dire de superflu ; alors, vous commettrez rarement des fautes". Confucius

4.1 Système multi-tatouage à accès multiples

Les systèmes de tatouage basés sur la technique d’étalement de spectre sont les plus utilisés en tatouage audio, du fait qu’ils offrent une transparence et une robustesse au tatouage inséré. Toutefois, certaines questions fondamentales sur la base d’utilisation de l’étalement de spectre restent ouvertes. Par exemple, une tâche difficile pour la conception d’un système de tatouage par étalement de spectre est d’augmenter la quantité de données insérée, tout en fixant un degré d’inaudibilité et de robustesse. La robustesse est un attribut essentiel du spectre étalé en tatouage audio. Elle est considérablement détériorée si l’on essaie d’atteindre un taux d’insertion élevé en gardant les autres paramètres inchangés. En particulier, on peut inclure les systèmes de tatouage sinusoïdaux, présentés dans le chapitre précédent, dans la classe de tatouage par étalement spectre. En effet, tous ces systèmes ne permettent l’insertion que d’un seul tatouage dans le même signal audio. Par conséquent, ils restent limités en terme de débit d’insertion.

De plus, la quantité d’informations qu’on peut cacher dans les signaux audio est relativement petite par rapport à celle qu’on peut insérer dans les images et les vidéos. Par conséquent, le tatouage multiple a été proposé pour insérer plusieurs tatouages dans le même signal audio [86]. Cette technique de tatouage est apparue récemment et elle a commencé à connaître un peu plus d’attention de la part des chercheurs ces dernières années [21, 58, 102, 113]. Néanmoins, les performances des techniques proposées restent toujours limitées en terme de débit d’insertion. Outre les interférences entre symboles provoqués au cours du processus d’insertion dans les systèmes mono-tatouage, un nouveau critère s’ajoute dans les systèmes multi-tatouage qui est celui des interférences entre les tatouages eux mêmes.

Dans cette partie, on se propose de présenter un nouveau système multi-tatouage basé sur les techniques d’accès multiples. En effet, les techniques d’accès multiples permettent à plusieurs utilisateurs de partager le même canal de communication [53]. Notre idée est d’exploiter ces techniques pour permettre à plusieurs tatouages de partager le même canal qui est le signal audio. En effet, le problème peut être vu comme la réalisation d’un système de communication multi-utilisateur particulier, où les différents utilisateurs représentent les différents tatouages qui accèdent simultanément au même canal audio. De cette manière, on peut exploiter quelques avantages des techniques d’accès multiples présentés en télécommunications afin d’augmenter la capacité d’insertion (la quantité d’information cachée) dans le nouveau système de tatouage audio.

Dans ce cas, deux facteurs limiteront le débit d’insertion : la fiabilité d’extraction et l’in- audibilité du tatouage. La technique d’accès multiple utilisée peut avoir un impact sur les per- formances du système multi-tatouage proposé. Par conséquent, nous discutons trois techniques d’accès multiples : l’accès multiple par répartition en code (CDMA2_{), l’accès multiple par saut}

de fréquences (FHMA3_{) et l’accès multiple par répartition de fréquences (FDMA}4_).

2. Code Division Multiple Access. 3. Frequency Hopping Multiple Access. 4. Frequency Division Multiple Access.

"Un ami, c’est un autre moi". Pythagore