Nouvelles méthodes de synchronisation de nuages de points 3D pour l'insertion de données cachées

This thesis addresses issues relating to the protection of 3D object meshes. For instance, these objects can be created using CAD tool developed by the company STRATEGIES. In an industrial context, 3D meshes creators need to have tools in order to verify meshes integrity, or check permission for 3D printing for example.In this context we study data hiding on 3D meshes. This approach allows us to insert information in a secure and imperceptible way in a mesh. This may be an identifier, a meta-information or a third-party content, for instance, in order to transmit secretly a texture. Data hiding can address these problems by adjusting the trade-off between capacity, imperceptibility and robustness. Generally, data hiding methods consist of two stages, the synchronization and the embedding. The synchronization stage consists of finding and ordering available components for insertion. One of the main challenges is to propose an effective synchronization method that defines an order on mesh components. In our work, we propose to use mesh vertices, specifically their geometric representation in space, as basic components for synchronization and embedding. We present three new synchronisation methods based on the construction of a Hamiltonian path in a vertex cloud. Two of these methods jointly perform the synchronization stage and the embedding stage. This is possible thanks to two new high-capacity embedding methods (from 3 to 24 bits per vertex) that rely on coordinates quantization. In this work we also highlight the constraints of this kind of synchronization. We analyze the different approaches proposed with several experimental studies. Our work is assessed on various criteria including the capacity and imperceptibility of the embedding method. We also pay attention to security aspects of the proposed methods.Cette thèse aborde les problèmes liés à la protection de maillages d'objets 3D. Ces objets peuvent, par exemple, être créés à l'aide d'outil de CAD développés par la société STRATEGIES. Dans un cadre industriel, les créateurs de maillages 3D ont besoin de disposer d'outils leur permettant de vérifier l'intégrité des maillages, ou de vérifier des autorisations pour l'impression 3D par exemple. Dans ce contexte nous étudions l'insertion de données cachées dans des maillages 3D. Cette approche permet d'insérer de façon imperceptible et sécurisée de l'information dans un maillage. Il peut s'agir d'un identifiant, de méta-informations ou d'un contenu tiers, par exemple, pour transmettre de façon secrète une texture. L'insertion de données cachées permet de répondre à ces problèmes en jouant sur le compromis entre la capacité, l'imperceptibilité et la robustesse. Généralement, les méthodes d'insertion de données cachées se composent de deux phases, la synchronisation et l'insertion. La synchronisation consiste à trouver et ordonner les éléments disponibles pour l'insertion. L'un des principaux challenges est de proposer une méthode de synchronisation 3D efficace qui définit un ordre sur les composants des maillages. Dans nos travaux, nous proposons d'utiliser les sommets du maillage, plus précisément leur représentation géométrique dans l'espace comme composants de base pour la synchronisation et l'insertion. Nous présentons donc trois nouvelles méthodes de synchronisation de la géométrie des maillages basées sur la construction d'un chemin hamiltonien dans un nuage de sommets. Deux de ces méthodes permettent de manière conjointe de synchroniser les sommets et de cacher un message. Cela est possible grâce à deux nouvelles méthodes d'insertion haute capacité (de 3 à 24 bits par sommet) qui s'appuient sur la quantification des coordonnées. Dans ces travaux nous mettons également en évidence les contraintes propres à ce type de synchronisation. Nous discutons des différentes approches proposées dans plusieurs études expérimentales. Nos travaux sont évalués sur différents critères dont la capacité et l'imperceptibilité de la méthode d'insertion. Nous portons également notre attention aux aspects sécurité des méthodes

Using Set Covering to Generate Databases for Holistic Steganalysis

Within an operational framework, covers used by a steganographer are likely to come from different sensors and different processing pipelines than the ones used by researchers for training their steganalysis models. Thus, a performance gap is unavoidable when it comes to out-of-distributions covers, an extremely frequent scenario called Cover Source Mismatch (CSM). Here, we explore a grid of processing pipelines to study the origins of CSM, to better understand it, and to better tackle it. A set-covering greedy algorithm is used to select representative pipelines minimizing the maximum regret between the representative and the pipelines within the set. Our main contribution is a methodology for generating relevant bases able to tackle operational CSM. Experimental validation highlights that, for a given number of training samples, our set covering selection is a better strategy than selecting random pipelines or using all the available pipelines. Our analysis also shows that parameters as denoising, sharpening, and downsampling are very important to foster diversity. Finally, different benchmarks for classical and wild databases show the good generalization property of the extracted databases. Additional resources are available at github.com/RonyAbecidan/HolisticSteganalysisWithSetCovering

New 3D point cloud synchronization methods for data hiding

Cette thèse aborde les problèmes liés à la protection de maillages d'objets 3D. Ces objets peuvent, par exemple, être créés à l'aide d'outil de CAD développés par la société STRATEGIES. Dans un cadre industriel, les créateurs de maillages 3D ont besoin de disposer d'outils leur permettant de vérifier l'intégrité des maillages, ou de vérifier des autorisations pour l'impression 3D par exemple. Dans ce contexte nous étudions l'insertion de données cachées dans des maillages 3D. Cette approche permet d'insérer de façon imperceptible et sécurisée de l'information dans un maillage. Il peut s'agir d'un identifiant, de méta-informations ou d'un contenu tiers, par exemple, pour transmettre de façon secrète une texture. L'insertion de données cachées permet de répondre à ces problèmes en jouant sur le compromis entre la capacité, l'imperceptibilité et la robustesse. Généralement, les méthodes d'insertion de données cachées se composent de deux phases, la synchronisation et l'insertion. La synchronisation consiste à trouver et ordonner les éléments disponibles pour l'insertion. L'un des principaux challenges est de proposer une méthode de synchronisation 3D efficace qui définit un ordre sur les composants des maillages. Dans nos travaux, nous proposons d'utiliser les sommets du maillage, plus précisément leur représentation géométrique dans l'espace comme composants de base pour la synchronisation et l'insertion. Nous présentons donc trois nouvelles méthodes de synchronisation de la géométrie des maillages basées sur la construction d'un chemin hamiltonien dans un nuage de sommets. Deux de ces méthodes permettent de manière conjointe de synchroniser les sommets et de cacher un message. Cela est possible grâce à deux nouvelles méthodes d'insertion haute capacité (de 3 à 24 bits par sommet) qui s'appuient sur la quantification des coordonnées. Dans ces travaux nous mettons également en évidence les contraintes propres à ce type de synchronisation. Nous discutons des différentes approches proposées dans plusieurs études expérimentales. Nos travaux sont évalués sur différents critères dont la capacité et l'imperceptibilité de la méthode d'insertion. Nous portons également notre attention aux aspects sécurité des méthodes.This thesis addresses issues relating to the protection of 3D object meshes. For instance, these objects can be created using CAD tool developed by the company STRATEGIES. In an industrial context, 3D meshes creators need to have tools in order to verify meshes integrity, or check permission for 3D printing for example.In this context we study data hiding on 3D meshes. This approach allows us to insert information in a secure and imperceptible way in a mesh. This may be an identifier, a meta-information or a third-party content, for instance, in order to transmit secretly a texture. Data hiding can address these problems by adjusting the trade-off between capacity, imperceptibility and robustness. Generally, data hiding methods consist of two stages, the synchronization and the embedding. The synchronization stage consists of finding and ordering available components for insertion. One of the main challenges is to propose an effective synchronization method that defines an order on mesh components. In our work, we propose to use mesh vertices, specifically their geometric representation in space, as basic components for synchronization and embedding. We present three new synchronisation methods based on the construction of a Hamiltonian path in a vertex cloud. Two of these methods jointly perform the synchronization stage and the embedding stage. This is possible thanks to two new high-capacity embedding methods (from 3 to 24 bits per vertex) that rely on coordinates quantization. In this work we also highlight the constraints of this kind of synchronization. We analyze the different approaches proposed with several experimental studies. Our work is assessed on various criteria including the capacity and imperceptibility of the embedding method. We also pay attention to security aspects of the proposed methods

How to recompress a JPEG crypto-compressed image?

International audienceThis paper presents a new method, of recompressing a JPEG crypto-compressed image. In this project, we propose a cryptocompression method which allows recompression without any information about the encryption key. The recompression can be executed on the JPEG bitstream directly by removing the last bit of the code representation of a non null DCT coefficient and adapting its Huffman code part. To be able to apply this approach, the quantization table is slightly modified to make up the modifications. This method is efficient to recompress a JPEG cryptocompressed image in terms of ratio compression. Moreover, since the encryption is fully reversible, the decryption of the recompressed image produces an image that has a similar visual quality compared to the original compressed image

Crypto-compression d’images

International audienceLa transmission et le stockage d'images JPEG peuvent être sensibles aux fuites de confidentialité. Dans ce chapitre, nous dressons un état de l'art des méthodes de chiffrement d'images JPEG, appelées méthodes de crypto-compression. Nous décrivons également une approche de recompression d'images crypto-compressées permettant de préserver le format JPEG ainsi que le niveau de sécurité de la méthode de chiffrement

Image Crypto-Compression

International audienc

3D Watermarking

International audienceThis chapter presents the challenges of the data hiding methods, as well as the constraints linked to the structure of three-dimensional (3D) meshes, in particular its impact on the synchronization step. It describes a recent development, focused on a variety of different approaches. The chapter discusses the current situation and future areas of research in the field of 3D watermarking. It provides the preliminary notions concerning the aspects of watermarking in general, and the digital representation of 3D objects. Robust watermarking in a transformed domain requires a reversible preprocessing step that converts the meshes into coefficients in frequency space. Data hiding can be used as a secret communication tool. The chapter explains the possible improvements to be made in a 3D data hiding process

Semantic correspondence across 3D models for example-based modeling

International audienceModeling 3D shapes is a specialized skill not affordable to most novice artists due to its complexity and tediousness. At the same time, databases of complex models ready for use are becoming widespread, and can help the modeling task in a process called example-based modeling. We introduce such an example-based mesh modeling approach which, contrary to prior work, allows for the replacement of any localized region of a mesh by a region of similar semantics (but different geometry) within a mesh database. For that, we introduce a selection tool in a space of semantic descriptors that co-selects areas of similar semantics within the database. Moreover, this tool can be used for part-based retrieval across the database. Then, we show how semantic information improves the assembly process. This allows for modeling complex meshes from a coarse geometry and a database of more detailed meshes, and makes modeling accessible to the novice user

Semantic correspondence across 3D models for example-based modeling

International audienceModeling 3D shapes is a specialized skill not affordable to most novice artists due to its complexity and tediousness. At the same time, databases of complex models ready for use are becoming widespread, and can help the modeling task in a process called example-based modeling. We introduce such an example-based mesh modeling approach which, contrary to prior work, allows for the replacement of any localized region of a mesh by a region of similar semantics (but different geometry) within a mesh database. For that, we introduce a selection tool in a space of semantic descriptors that co-selects areas of similar semantics within the database. Moreover, this tool can be used for part-based retrieval across the database. Then, we show how semantic information improves the assembly process. This allows for modeling complex meshes from a coarse geometry and a database of more detailed meshes, and makes modeling accessible to the novice user