Incorporer des informations robustes dans un modèle en 3 dimensions Le tatouage d’objets 3D Incorporer des informations robustes dans un modèle en 3 dimensions Présenté par Laurène Combette

Plan Rappel sur le tatouage Les modèles 3D Geometry-Based Watermarking of 3D Models Robust Mesh Watermarking Conclusion Dire pourquoi j’ai choisi de parler du premier article

Pourquoi tatouer des données? Protection nécessaire des documents électroniques La cryptographie n’est pas une bonne solution Insertion dans le document d’informations sur le propriétaire Copie suspecte repérable par le propriétaire Les docs peuvent être diffusés massivement via le web Cryptographie pas ok: si on casse la crypto on a un doc plus protégé, altérations casse la crypto

Le tatouage de modèles en 3D Les modèles en 3D de plus en plus répandus sur le web VRML (Virtual Reality Model Language) Imagerie 3D Création numérique Technologies de tatouage actuelles Sur les médias images, audio, et vidéos Peu de solutions proposées pour les modèles 3D

Comment représenter un objet en 3D? Exemples de représentations: Bezier patches Triangle meshes CSG (Constructive Solid Geometry) CSG = A solid modeling method that combines simple solid shapes called PRIMITIVES to build more complex models, using the BOOLEAN OPERATORS: UNION, DIFFERENCE, and INTERSECTION

État de l’art : Le tatouage de modèles 3D Pour le maillage de triangles uniquement Yeung et Yeo: un tatouage fragile Ohbuchi et al.: plusieurs solutions pour un tatouage robuste Ne résiste pas à certaines transformations classiques Benedens Praun, Hoppe et Finkelstein Tatouage fragile = pr permettre l’authentification d’un doc , vérifier qu’il a pas été altérer, modifié mal intentionnellement Pas besoin d’un tatouage permanent

Exemples de transformations sur un modèle 3D Simplification polygonale Découpage (Cropping) Adoucissement (Smoothing) Bruit

Geometry-Based Watermarking of 3D Models: Introduction Système développé par Benedens pour résister à: Bruits Altération du maillage , re-maillage Simplification Polygonale Principe de base Modification sur le modèle de distribution des normales Ces attaques modifient la configuration des sommets et des faces cependant il yaura toujours un maintien sur: la taille globale , l’orientation, les courbatures

Geometry-Based Watermarking of 3D Models: Notion de bin et d’EGI Normales groupées en bins en fonction D’une normale centrale (bin center normal) De l’angle formé avec la normale centrale 1 bin construit via pavage du modèle par une sphère 1 bin = 1 bit de tatouge Extended Gaussian Image 1 vecteur = 1 normale centrale de bin Longueur du vecteur = somme des aires des surfaces contenues dans le bin

Geometry-Based Watermarking of 3D Models: Marquage du modèle 1) Calcul des normales du modèle 2) Echantillonnage des normales en bin Les bins construits ne se recouvrent pas 3) Insertion du tatouage Déplacement Du centre de masse du bin 3D vers 2D Comment est bougé le centre de masse vers la gauche ou la droite: On déplace le point représentant la normale BP ij On fait ca pour tous les bins

Geometry-Based Watermarking of 3D Models: Détection du tatouage Informations nécessaires sur le modèle d’origine: Le nombre de bin La position des normales centrales L’angle max entre la normale centrale et les normales Le centre de masse des bins PROCESSUS d’extraction 1) Calcul des normales du modèle 2) Transformer le modèle en EGI pour réorienter le modèle 3) Echantillonnage des normales en bin 4) Algorithme d’extraction du tatouage 3D vers 2D On regarde si centre de masse déplacé à gauche ou droite par rapport à original

Geometry-Based Watermarking of 3D Models: Résultats expérimentaux Modèle après insertion du tatouage sur 16 bins Surfaces inclues dans les bins (en rouge) Modèle originel

Geometry-Based Watermarking of 3D Models: Bilan Tatouage qui résiste aux opérations de simplification et de bruit Qu’en est-il des autres opérations? Étude du robust mesh watermarking

Robust Mesh Watermarking: Introduction But: avoir un tatouage résistant à plus de transformations Comment? Tatouage par étalement de spectre Problématique: mesh image Etalement de spectre: transformer l’image en un signal et modifier certaines fréquences ? Parties importantes de l’image

Robust Mesh Watermarking: Surface basis fonctions Besoin de fonctions pour repérer les parties les plus significatives Comment les définir? Multiresolution format Construction du multiresolution format Modèle d’origine un maillage grossier edge collapses successifs choisis pour conserver la forme originale

Robust Mesh Watermarking: Surface basis fonctions Obtention d’un progressive mesh Raffinement via m vertex splits choisis selon leur grandeur h Vertex split i du sommet ci Ring area autour de ci raffinée pour obtenir une frontière Bi autour du sommet

Robust Mesh Watermarking: Surface basis fonctions Pour chaque voisinage trouvé Construction d’une fonction « radius » r Vaut 0 sur ci Vaut 1 sur la frontière Varie linéairement entre les deux Surface fonction basis F Utlise r

Robust Mesh Watermarking: Comment se fait le tatouage? Un vecteur de tatouage W=(w1,…,wm) Wi calculés suivant une distrubion gaussienne Pour chaque coordonnées (X,Y,Z) du modèle: Vx sommet d’origine Vx’ sommet du modèle tatoué e paramètre utilisateur pour l’intensité du tatouage di direction de déplacement hi grandeur du vertex split w watermark V’ = v + B * w

Robust Mesh Watermarking: Extraction du tatouage sur un modèle suspect Opération de registration et resampling Différence entre sommets du modèle suspect et d’origine Résolution d’un système linéaire pour calculer le tatouage: B w* = (v* - v) Correlation  = < w*,w > Pfp probabilité de faux témoin = probabilité qu’on est une corrélation aussi grande que  avec un tatouage aléatoire watermark présent si Pfp < Pthresh ( e.g. Pthresh = 10-6 )

Robust Mesh Watermarking: Exemple (1) Maillage originel (2) tatoué (exagéré)

Robust Mesh Watermarking: Résultats expérimentaux 10-7 Maillage tatoué 1/2 faces 10-6 10-7 Maillage tatoué 2nd watermark bruit

Robust Mesh Watermarking: Résultats expérimentaux 10-13 cropped watermarked mesh 1/8 faces 10-2 10-12 all attacks watermarked mesh smoothing

Robust Mesh Watermarking: Bilan Réagis correctement à diverses attaques Perspectives de développement: Tatouer d’autres formes de représentation: Bézier patches, CSG par exemple Agent qui recherche des documents tatoués « volés » sur le web Améliorer le processus de tatouage pour résister à des attaques plus subtiles eg: FFD (free-form deformations) FFD

Conclusion Quelques solutions existantes pour le tatouage de modèles 3D Tatouage résistant à des plus attaques subtiles? Comment tatouer les autres représentations? Tatouage de texture (Jean Luc Degelay, Emmanuel Garcia, Calorine Mallauran)