Structures d'égalisation en tatouage audionumérique

Equalization structures for digital audio watermarking

• Auteur / Autrice : Sonia Djaziri Larbi
• Direction : Nicolas Moreau, Meriem Jaidane
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Signal et Images. Télécommunications
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Mots clés

Mots clés libres

Tatouage audio

égalisation aveugle

Copyright

Détection

Communication cachée

Psychoacoustique

Résumé

Cette thèse est consacrée à l'étude d'un système de tatouage audionumérique basé sur une technique d'insertion temporelle et perceptive, où la mise en forme spectrale du message de tatouage exploite un modèle psychoacoustique. Ce travail a pour principalobjectif l'amélioration des performances de la détection du message de tatouage en analysant le système comme une chaîne decommunications. Ce travail a englobé trois aspects applicatifs : la communication à travers le canal audio ou transmission dedonnées cachées dans le flux audio, la protection de droits d'auteur : la robustesse à une attaque pirate par filtrage passe-tout et enfin la stationnarisation du signal audio et l'application à un système d'annulation d'écho acoustique. Les deux premiers aspects applicatifs ont été traités en exploitant les analogies du système de tatouage avec une chaîne de communications numériques standard, en considérant le problème de détection comme un problème d'égalisation aveugle. En analysant les particularités du système de tatouage (faible rapport signal à bruit, bruit coloré et non stationnaire, canal à réponse variant dans le temps) en tant que système de communication et en adaptant les techniques d'égalisation classique aux propriétés du signal audio, il nous a été possible de proposer différentes structures d'égaliseurs mixtes qui ont apporté une nette amélioration des performances de détection. L'aspect stationnarisation du signal audio a été mis en évidence par l'utilisation d'indices de stationnarité basés sur une analyse temps/fréquence et a été confirmé par l'amélioration des performances d'un annuleur d'écho acoustique piloté par l'audio tatoué au lieu de l'original

This thesis focuses on the study of a digital and perceptual audio watermarking system, where the watermark is spectral shaped using apsychoacoustic model and the embedding is achieved in the time domain. The main objective of this work is to improve watermark detection performances through the analysis of the watermarking system as a digital communication system. This work covers three application aspects: communication through the audio channel, or hidden data transmission in the audio signal, copyright and intellectual property protection or the system robustness to an all-pass pirate attack, and finally watermarking as a way to stationnarize audio signals and application to an acoustic echo canceler. The first two application aspects have been processed by exploiting the analogies of the watermarking system with a standard digital communication system, precisely in considering the watermark detection as a blind equalization problem. Through the analysis of the watermarking system particularities (small signal to noise ratio, colored and non stationary noise and time varying channel response), and by fitting classical equalization techniques to the characteristics of audio signals, we were able to propose various hybrid equalizer structures, which have contributed to a significant improvement of detection performances. The stationarizing aspect of audio signals by watermarking was put in evidence through the use of stationarity indices based on a time/frequency analysis. This study has been confirmed through the performance improvement of an acoustic echo canceler driven by the watermarked audio instead of the original