Protection of Scalable Video by Encryption and Watermarking

par Muhammad Zafar Javed Shahid

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de William Puech et de Marc Chaumont.

Le jury était composé de William Puech, Marc Chaumont, Jacques Blanc-talon, Alain Jean-marie.

Les rapporteurs étaient Atilla Baskurt, Claude Labit.

  • Titre traduit

    Protection des Vidéos Hiérarchiques par Cryptage et Tatouage


  • Résumé

    Le champ du traitement des images et des vidéos attire l'attention depuis les deux dernières décennies. Ce champ couvre maintenant un spectre énorme d'applications comme la TV 3D, la télé-surveillance, la vision par ordinateur, l'imagerie médicale, la compression, la transmission, etc. En ce début de vingt et unième siècle nous sommes témoins d'une révolution importante. Les largeurs de bande des réseaux, les capacités de mémoire et les capacités de calcul ont été fortement augmentés durant cette période. Un client peut avoir un débit de plus de 100~mbps tandis qu'un autre peut utiliser une ligne à 56~kbps. Simultanément, un client peut avoir un poste de travail puissant, tandis que d'autres peuvent avoir juste un téléphone mobile. Au milieu de ces extrêmes, il y a des milliers de clients avec des capacités et des besoins très variables. De plus, les préférences d'un client doivent s'adapter à sa capacité, par exemple un client handicapé par sa largeur de bande peut être plus intéressé par une visualisation en temps réel sans interruption que d'avoir une haute résolution. Pour y faire face, des architectures hiérarchiques de codeurs vidéo ont été introduites afin de comprimer une seule fois, et de décomprimer de différentes manières. Comme la DCT n'a pas la fonctionnalité de multi-résolution, une architecture vidéo hiérarchique est conçue pour faire face aux défis des largeurs de bande et des puissances de traitement hétérogènes. Avec l'inondation des contenus numériques, qui peuvent être facilement copiés et modifiés, le besoin de la protection des contenus vidéo a pris plus d'importance. La protection de vidéos peut être réalisée avec l'aide de trois technologies : le tatouage de méta-données et l'insertion de droits d'auteur, le cryptage pour limiter l'accès aux personnes autorisées et la prise des empreintes digitales active pour le traçage de traître. L'idée principale dans notre travail est de développer des technologies de protection transparentes à l'utilisateur. Cela doit aboutir ainsi à un codeur vidéo modifié qui sera capable de coder et d'avoir un flux de données protégé. Puisque le contenu multimédia hiérarchique a déjà commencé à voir le jour, algorithmes pour la protection indépendante de couches d 'amélioration sont également proposées.


  • Résumé

    Field of image and video processing has got lot of attention during the last two decades. This field now covers a vast spectrum of applications like 3D TV, tele-surveillance, computer vision, medical imaging, compression, transmission and much more. Of particular interest is the revolution being witnessed by the first decade of twenty-first century. Network bandwidths, memory capacities and computing efficiencies have got revolutionized during this period. One client may have a 100~mbps connection whereas the other may be using a 56~kbps dial up modem. Simultaneously, one client may have a powerful workstation while others may have just a smart-phone. In between these extremes, there may be thousands of clients with varying capabilities and needs. Moreover, the preferences of a client may adapt to his capacity, e.g. a client handicapped by bandwidth may be more interested in real-time visualization without interruption than in high resolution. To cope with it, scalable architectures of video codecs have been introduced to 'compress once, decompress many ways' paradigm. Since DCT lacks the multi-resolution functionality, a scalable video architecture is designed to cope with challenges of heterogeneous nature of bandwidth and processing power. With the inundation of digital content, which can be easily copied and modified, the need for protection of video content has got attention. Video protection can be materialized with help of three technologies: watermarking for meta data and copyright insertion, encryption to restrict access to authorized persons, and active fingerprinting for traitor tracing. The main idea in our work is to make the protection technology transparent to the user. This would thus result in a modified video codec which will be capable of encoding and playing a protected bitstream. Since scalable multimedia content has already started coming to the market, algorithms for independent protection of enhancement layers are also proposed.

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