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Ce que nos yeux ne perçoivent pas, l’appareil photo le révèle !

2017 EPFL Alain Herzog
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Ce que nos yeux ne perçoivent pas, l’appareil photo le révèle !

En s’appuyant sur les limites de la perception visuelle humaine, des chercheurs de l’EPFL ont réussi a cacher une image dans une vidéo. Celle-ci reste invisible pour l’œil humain mais pas pour l’appareil photo.

La perception visuelle humaine est bien faite et très efficace, mais elle ne considère que ce qui est important pour elle. Le système visuel n’est pas capable de moyenner les images qu’il reçoit dans le flux vidéo sur une durée plus grande que 40 millisecondes. L’appareil photo, par contre, y arrive grâce à son temps d’exposition réglable.

Les chercheurs ont utilisé cette particularité pour dissimuler de l’information. Ils ont modifié une image au cours du temps – masquage temporel – la faisant ainsi se transformer en vidéo. Certaines composantes de l’image sont remaniées, modifiées sur la durée tout en préservant l’image de base que l’on ne perçoit plus. Cette variation temporelle est imperceptible par l’œil humain, car il est occupé à voir autre chose – à regarder la vidéo résultante. Il faut recourir à la technologie d’un appareil photo pour décoder l’image.

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L’idée est née de cette constatation : si vous faites tourner rapidement un disque avec deux couleurs différentes, elles commencent à se mélanger. «Vous avez deux informations et en les montrant temporellement à l’œil humain, il ne va plus voir les deux couleurs, rouge et vert, mais juste du jaune.» Sami Arpa du Laboratoire d’images et représentation visuelle (IVRL) s’est demandé s’il n’était pas envisageable, avec cette méthode, de camoufler une image dans une autre image et de tromper notre cerveau. Il a donc créé un disque dont la seconde image n’est révélée qu’en corrélant vitesse de rotation du disque et flashes lumineux d’un stroboscope. «L’étape suivante a été de penser que nous pouvions reproduire le même effet avec de la vidéo».

Alors, comment cacher une image dans une vidéo en sachant qu’une image contient beaucoup plus d’informations qu’un texte, et que vous devez masquer un signal par un autre signal ? «Habituellement, pour que cela réussisse, il faut que les deux supports aient le même contraste, la même orientation et la même fréquence, explique Sabine Süsstrunk, directrice du laboratoire, mais cela devient vraiment compliqué lorsque vous désirez cacher une image dans une vidéo et que les deux ne présentent pas les mêmes caractéristiques».

Un simple appareil photo pour décoder l’info

En exploitant les limites du système visuel humain par rapport au domaine temporel, les chercheurs ont conçu un algorithme pour créer des joints vidéo spéciaux. Ils ont développé un tempocode, une vidéo faite de motifs qui se déplacent, capable de masquer les différentes fréquences d’une photo. Seul un appareil photo ou une application smartphone, peut révéler l’image cachée grâce à son temps de pause réglable.

Ces appareils ont une fonction que l’œil humain ne possède pas ; le temps d’exposition qui permet le «moyennage temporel» des images – comme s’ils regardaient toutes les photos superposées en même temps, car la vidéo est composée d’une série d’images. «Pour que l’image devienne une vidéo et que l’œil ne la détecte pas, il y avait de nombreuses conditions à remplir, c’était un vrai défi», explique Roger David Hersch qui a contribué au développement de cette méthode. «Nous pouvons choisir le temps d’exposition de 8, 10, ou 15 secondes au choix, chose impossible avec l’œil humain.»

source: The Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)

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