Tatouage robuste par étalement de spectre avec prise en compte de l'information adjacente

Numerical technologies increase the ease of transmission, storage and modification of multimedia content, but also makes authentication and copyright management difficult. Robust watermarking is a solution that appeared about ten years ago. It embeds a message (author name, numerical signature, . . .) within a host multimedia document. This process must not be perceptible in order not to spoil the regular use of the watermarked documents. Moreover, one must be able to correctly extract the message despite modifications of the host (i.e. attacks). Although the first approaches were empirical, watermarking was quickly considered as a communication problem. This work deals with a novel watermarking scheme based on a wide spread spectrum (a communication technique that fits to very noisy channels) and considering SAWGN attacks (scaling and additive white Gaussian noise). The relationship between watermarking and attacks is modeled by a game between an attacker and a defender. A max-min optimization leads to the optimal attack and the corresponding embedding strategy (counter-attack). Experiments using signals from wavelet transformed images confirm the relevance of our approach : the attack is very efficient and the embedding strategy leads to better results than previous literature's approaches. The watermarking channel is a channel with side information : a part of the noise (the host signal) is perfectly known during the embedding process. Previous works on this kind of channel showed better theoretical performances than on a classical Gaussian channels. In the third part of this work, we introduce a new performance measure in our watermarking game, taking into account the side information. We then develop a structured dictionary for this kind of channel. The experiments show great improvements in terms of performance. Finally, the last chapter deals with some game improvements : we study the influence of geometrical desynchronizations on the performance of our watermarking scheme, and we define an informed attack.La technologie numérique rend la transmission, le stockage et la modification de documents multimedia beaucoup plus aisés qu'auparavant. Mais du fait de cette facilité, l'authentification et la gestion des droits d'auteur deviennent difficiles. Le tatouage robuste est une solution qui s'est beaucoup développée depuis une dizaine d'années. Il permet d'insérer au sein d'un document multimedia (document hôte) un message (identifiant d'auteur, signature numérique, . . .). Cette modification est peu perceptible afin de ne pas gêner l'exploitation normale du document marqué. De plus, l'algorithme d'extraction doit pouvoir retrouver le message malgré d'éventuelles modifications de l'hôte (attaques). Alors que les premières études sur ce domaine étaient empiriques, il est apparu rapidement que le tatouage était assimilable à un problème de communication. Nous faisons le choix d'utiliser une technique de transmission particulièrement adaptée aux canaux fortement bruités, appelée étalement de spectre, et nous considérons des attaques SAWGN (scaling and additive white Gaussian noise). L'interaction entre tatouage et attaques est modélisée par un jeu entre un attaquant et un défenseur. Une optimisation de type max-min donne la forme de l'attaque optimale, qui va le plus réduire la performance de la transmission, et de la stratégie qui permet de s'en protéger au mieux. L'application de ces résultats sur des signaux issus de la transformée en ondelettes d'images confirme le bien-fondé de notre approche : l'attaque obtenue est la plus efficace, et la stratégie d'insertion est bien plus performante que les techniques testées issues de l'état de l'art. Le canal de tatouage est un canal avec information adjacente : une partie du bruit (le signal hôte) est connue au moment de l'insertion de la marque. Les travaux sur ces canaux promettent des performances théoriques bien supérieures aux canaux gaussiens classiques. Dans la troisième partie de ce manuscrit, nous reprenons l'optimisation par théorie des jeux en incluant une mesure de performance prenant en compte l'information adjacente. Nous détaillons ensuite la construction d'un dictionnaire structuré adapté à ces canaux. Les expérimentations nous indiquent de forts gains de performance. Enfin, le dernier chapitre améliore le jeu : l'étude de l'influence de désynchronisations géométriques sur les performances, et la définition d'une attaque informée prenant en compte la réalisation du signal reçu