Tatouage informé de signaux audio numériques

Le tatouage des signaux audio numériques révèle la possibilité d'utiliser le signal audio comme un support de communication : une information peut y être insérée imperceptiblement et être diffusée en suivant le même canal de transmission que celui emprunté par le signal. Concevoir un système de tatouage performant est l'objectif de ces travaux de thèse. Cette performance relève de contraintes et d'enjeux spécifiques, imposant la transparence de l'insertion du tatouage, le débit, la fiabilité et la robustesse de transmission ou le coût en temps de calcul. Pour satisfaire la contrainte de transparence, un module de contrôle d'inaudibilité innovant, adjacent au modèle psychoacoustique utilisé pour la mise en forme spectrale du tatouage et basé sur l'algorithme de mesure objective de la qualité sonore PEAQ, est proposé. Pour atteindre une fiabilité de transmission élevée et la robustesse aux perturbations introduites par le canal, nous proposons différentes stratégies d'insertion informées : ces stratégies prennent en compte la connaissance du bruit audio à l'émetteur pour construire un tatouage qui garantisse en premier l'inaudibilité locale de l'insertion et maximise ensuite la robustesse de sa transmission aux perturbations. Les performances du système et l'efficacité des stratégies d'insertion proposées sont établies sur des signaux audio réels et comparées à des systèmes de la littérature : une transmission "audible mais non gênante" avec un taux d'erreur binaire de 0,001 peut être obtenue à un débit de 170 bit/s en l'absence de perturbations, à 75 bit/s en présence de perturbations non désynchronisantes et à 125 bit/s face à une opération désynchronisante.Audio data hiding groups technics that use the audio signal as a transmission channel: some information can be embedded in an imperceptible manner into the audio signal and be broadcasted by following the same broadcast channel than the audio signal. The complete design of an efficient audio data hiding system is the purpose of this thesis. The efficiency of such a system is related to specific constraints, dealing with the inaudibility of the embedded signal, the transmission rate, the transmission reliability, the robustness to various channel perturbations and the computational cost. To satisfy the inaudibility constraint, we propose an innovative procedure, based on the classical use of a psychoacoustical model to shape the watermark and an objective evaluation algorithm of the audio quality, the PEAQ algorithm.To reach the transmission reliability and the robustness requirements, we propose several informed embedding strategies: they use the a priori knowledge of the audio signal during the embedding process to choose an appropriate watermark signal that satisfies the local inaudibility constraint and maximizes the robustness of the embedded information. System performance is measured on real audio signals to evaluate the efficiency of the proposed informed embedding strategies. It is shown that a "perceptible, but not annoying" transmission with a 0,001 bit error rate can be obtained at 170 bps when the channel is free from perturbation and at 75 bps when the system robustness to various perturbations (even desynchronizing perturbations) has to be ensured.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF