Le tatouage d’objets 3D

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Le tatouage d’objets 3D

Incorporer des informations robustes dans un modèle en 3 dimensions

Présenté par Laurène Combette

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Plan

Rappel sur le tatouage Les modèles 3D Geometry-Based Watermarking of 3D

Models Robust Mesh Watermarking Conclusion

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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

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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

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Comment représenter un objet en 3D?

Exemples de représentations:

CSG (Constructive Solid Geometry)

Triangle meshes

Bezier patches

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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

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Exemples de transformations sur un modèle 3D

Simplification polygonale Découpage (Cropping)

Adoucissement (Smoothing) Bruit

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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

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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

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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

3D vers 2D

DéplacementDu centre de masse du bin

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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’extraction1) Calcul des normales du modèle2) Transformer le modèle en EGI pour réorienter le modèle3) Echantillonnage des normales en bin4) Algorithme d’extraction du tatouage

3D vers 2D On regarde si centre de masse déplacé à gauche ou droite par

rapport à original

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Geometry-Based Watermarking of 3D Models: Résultats expérimentaux

Modèle originel Modèle après insertion du tatouage sur 16 bins

Surfaces inclues dans les bins (en rouge)

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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

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Robust Mesh Watermarking:Introduction

But: avoir un tatouage résistant à plus de transformations

Comment? Tatouage par étalement de spectre

Problématique:

Parties importantes de l’imageParties importantes de l’image

imageimagemeshmesh

??

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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

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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

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Robust Mesh Watermarking:Surface basis fonctions

Pour chaque voisinage trouvé Construction d’une

fonction « radius » rVaut 0 sur ci

Vaut 1 sur la frontièreVarie linéairement entre

les deux

Surface fonction basis Utlise r

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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’origineVx’ sommet du modèle tatouéparamètre utilisateur pour l’intensité du tatouagedi direction de déplacementhi grandeur du vertex splitw watermark

V’ = v + B * w

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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 )

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Robust Mesh Watermarking: Exemple

(1) Maillage originel (2) tatoué (exagéré)

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Robust Mesh Watermarking: Résultats expérimentaux

1010-7-7

1/2 faces1/2 facesMaillage tatouéMaillage tatoué

Maillage tatouéMaillage tatoué

1010-7-7

22ndnd watermark watermark

1010-6-6

bruitbruit

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Robust Mesh Watermarking: Résultats expérimentaux

1010-12-12 1010-2-2

smoothingsmoothing all attacksall attackswatermarked meshwatermarked mesh

watermarked meshwatermarked mesh croppedcropped1/8 faces1/8 faces

1010-13-13 00

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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)

FFDFFD

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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)