Le tatouage d’objets 3D

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

2. Plan • Rappel sur le tatouage • Les modèles 3D • Geometry-Based Watermarking of 3D Models • Robust Mesh Watermarking • Conclusion

3. 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

4. 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

5. Exemples de représentations: Comment représenter un objet en 3D? Bezier patches Triangle meshes CSG (Constructive Solid Geometry)

6. 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

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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. 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

14. ? Robust Mesh Watermarking:Introduction • But: avoir un tatouage résistant à plus de transformations • Comment? • Tatouage par étalement de spectre • Problématique: mesh image Parties importantes de l’image

15. 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

16. 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 ciraffinée pour obtenirune frontière Biautour du sommet

17. 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

18. 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 eparamètre utilisateur pour l’intensité du tatouage di direction de déplacement hi grandeur du vertex split w watermark • V’ = v + B * w

19. 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 avecun tatouage aléatoire • watermark présent si Pfp < Pthresh ( e.g. Pthresh = 10-6 )

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

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

22. Robust Mesh Watermarking: Résultats expérimentaux 10-13 0 cropped watermarked mesh 1/8 faces 10-2 10-12 all attacks smoothing watermarked mesh

23. 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

24. 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)