Applications of perceptual sparse representation (Spikegram) for copyright protection of audio signals

Chaque année, le piratage mondial de la musique coûte plusieurs milliards de dollars en pertes économiques, pertes d’emplois et pertes de gains des travailleurs ainsi que la perte de millions de dollars en recettes fiscales. La plupart du piratage de la musique est dû à la croissance rapide et à la facilité des technologies actuelles pour la copie, le partage, la manipulation et la distribution de données musicales [Domingo, 2015], [Siwek, 2007]. Le tatouage des signaux sonores a été proposé pour protéger les droit des auteurs et pour permettre la localisation des instants où le signal sonore a été falsifié. Dans cette thèse, nous proposons d’utiliser la représentation parcimonieuse bio-inspirée par graphe de décharges (spikegramme), pour concevoir une nouvelle méthode permettant la localisation de la falsification dans les signaux sonores. Aussi, une nouvelle méthode de protection du droit d’auteur. Finalement, une nouvelle attaque perceptuelle, en utilisant le spikegramme, pour attaquer des systèmes de tatouage sonore. Nous proposons tout d’abord une technique de localisation des falsifications (‘tampering’) des signaux sonores. Pour cela nous combinons une méthode à spectre étendu modifié (‘modified spread spectrum’, MSS) avec une représentation parcimonieuse. Nous utilisons une technique de poursuite perceptive adaptée (perceptual marching pursuit, PMP [Hossein Najaf-Zadeh, 2008]) pour générer une représentation parcimonieuse (spikegramme) du signal sonore d’entrée qui est invariante au décalage temporel [E. C. Smith, 2006] et qui prend en compte les phénomènes de masquage tels qu’ils sont observés en audition. Un code d’authentification est inséré à l’intérieur des coefficients de la représentation en spikegramme. Puis ceux-ci sont combinés aux seuils de masquage. Le signal tatoué est resynthétisé à partir des coefficients modifiés, et le signal ainsi obtenu est transmis au décodeur. Au décodeur, pour identifier un segment falsifié du signal sonore, les codes d’authentification de tous les segments intacts sont analysés. Si les codes ne peuvent être détectés correctement, on sait qu’alors le segment aura été falsifié. Nous proposons de tatouer selon le principe à spectre étendu (appelé MSS) afin d’obtenir une grande capacité en nombre de bits de tatouage introduits. Dans les situations où il y a désynchronisation entre le codeur et le décodeur, notre méthode permet quand même de détecter des pièces falsifiées. Par rapport à l’état de l’art, notre approche a le taux d’erreur le plus bas pour ce qui est de détecter les pièces falsifiées. Nous avons utilisé le test de l’opinion moyenne (‘MOS’) pour mesurer la qualité des systèmes tatoués. Nous évaluons la méthode de tatouage semi-fragile par le taux d’erreur (nombre de bits erronés divisé par tous les bits soumis) suite à plusieurs attaques. Les résultats confirment la supériorité de notre approche pour la localisation des pièces falsifiées dans les signaux sonores tout en préservant la qualité des signaux. Ensuite nous proposons une nouvelle technique pour la protection des signaux sonores. Cette technique est basée sur la représentation par spikegrammes des signaux sonores et utilise deux dictionnaires (TDA pour Two-Dictionary Approach). Le spikegramme est utilisé pour coder le signal hôte en utilisant un dictionnaire de filtres gammatones. Pour le tatouage, nous utilisons deux dictionnaires différents qui sont sélectionnés en fonction du bit d’entrée à tatouer et du contenu du signal. Notre approche trouve les gammatones appropriés (appelés noyaux de tatouage) sur la base de la valeur du bit à tatouer, et incorpore les bits de tatouage dans la phase des gammatones du tatouage. De plus, il est montré que la TDA est libre d’erreur dans le cas d’aucune situation d’attaque. Il est démontré que la décorrélation des noyaux de tatouage permet la conception d’une méthode de tatouage sonore très robuste. Les expériences ont montré la meilleure robustesse pour la méthode proposée lorsque le signal tatoué est corrompu par une compression MP3 à 32 kbits par seconde avec une charge utile de 56.5 bps par rapport à plusieurs techniques récentes. De plus nous avons étudié la robustesse du tatouage lorsque les nouveaux codec USAC (Unified Audion and Speech Coding) à 24kbps sont utilisés. La charge utile est alors comprise entre 5 et 15 bps. Finalement, nous utilisons les spikegrammes pour proposer trois nouvelles méthodes d’attaques. Nous les comparons aux méthodes récentes d’attaques telles que 32 kbps MP3 et 24 kbps USAC. Ces attaques comprennent l’attaque par PMP, l’attaque par bruit inaudible et l’attaque de remplacement parcimonieuse. Dans le cas de l’attaque par PMP, le signal de tatouage est représenté et resynthétisé avec un spikegramme. Dans le cas de l’attaque par bruit inaudible, celui-ci est généré et ajouté aux coefficients du spikegramme. Dans le cas de l’attaque de remplacement parcimonieuse, dans chaque segment du signal, les caractéristiques spectro-temporelles du signal (les décharges temporelles ;‘time spikes’) se trouvent en utilisant le spikegramme et les spikes temporelles et similaires sont remplacés par une autre. Pour comparer l’efficacité des attaques proposées, nous les comparons au décodeur du tatouage à spectre étendu. Il est démontré que l’attaque par remplacement parcimonieux réduit la corrélation normalisée du décodeur de spectre étendu avec un plus grand facteur par rapport à la situation où le décodeur de spectre étendu est attaqué par la transformation MP3 (32 kbps) et 24 kbps USAC.

Implantation de l'approche orientante dans une école secondaire état de la situation

Ce mémoire porte sur l'évaluation de l'implantation de l'approche orientante dans une école secondaire de l'Estrie. Les données ont été recueillies auprès des membres du personnel scolaire à l'aide d'un questionnaire développé en concertation avec le comité d'approche orientante de ce milieu. Les résultats indiquent d'une part, que le processus d'implantation de l'approche orientante est en cours mais qu'il n'est pas encore terminé et, d'autre part, qu'il existe des conditions gagnantes à l'implantation de ce concept dont une conception commune, la collaboration entre les acteurs, la formation du personnel, la mise en place de ressources et une évaluation continue des efforts entrepris.

Le rapport aux traces écrites en situation d'évaluation de lecture de textes narratifs brefs le cas d'élèves au deuxième cycle du secondaire

La présente recherche porte sur les traces écrites laissées par des élèves de quatrième secondaire sur leur texte en situation de préparation à une évaluation sommative. Compte tenu des milieux d'où ils proviennent et de leurs connaissances antérieures, force est de constater que les compétences en lecture de ces élèves sont très variables et ont des conséquences importantes non seulement dans leur cours de français, mais aussi dans toutes les autres matières: plus les élèves avancent dans leur cheminement scolaire, plus les enseignants leur demandent de lire des textes longs et complexes. Pourtant, force est de constater que les résultats en lecture des élèves de quatrième et cinquième secondaire restent faibles. De nombreuses études ont démontré que la lecture de textes narratifs mobilise tous les aspects de la lecture et augmente les compétences générales à lire. Pour les enseignants de français, une façon courante d'évaluer la lecture au deuxième cycle du secondaire est donc de distribuer un texte narratif bref (conte, nouvelle, extrait de roman) à l'avance aux élèves et de leur suggérer d'y laisser des traces écrites de leur réflexion ou des stratégies utilisées, dans le but de favoriser leur compréhension et leur interprétation du texte. Ces traces peuvent prendre la forme, par exemple, de soulignements, de surlignements, d'annotations dans les marges, de schémas. Toutefois, peu de recherches scientifiques se sont attardées aux opinions, aux conceptions et aux pratiques des élèves lorsqu'il s'agit de se préparer à une évaluation de la sorte. Notre recherche, exploratoire et descriptive, vise deux objectifs spécifiques: premièrement, décrire l'investissement, les opinions et attitudes, les conceptions et le mode d'investissement d'élèves de quatrième secondaire et, deuxièmement, décrire les relations entre ces quatre dimensions afin de dresser un portrait global du rapport des élèves aux traces écrites lors de leur préparation à une évaluation de lecture. Pour ce faire, nous avons privilégié une collecte de données en trois phases: après avoir passé, à un échantillon de 41 élèves volontaires, des questionnaires présentant des items à coter sur une échelle de Likert, nous avons observé les textes sur lesquels des traces de leur travail de préparation étaient visibles. Pour finir, nous avons rencontré quatre de ces élèves en entrevue semi-dirigées, choisis en fonction de leurs réponses aux questionnaires et du type de traces qu'ils avaient laissées. Pour augmenter la validité des résultats, les données recueillies à chacune des phases [ont] été croisées afin d'obtenir un maximum d'informations sur le rapport des élèves aux traces écrites. Les résultats obtenus montrent que, malgré le fait que les élèves ont des perceptions généralement assez positives du recours aux traces écrites, les traces qu'ils laissent généralement sur leurs textes sont peu pertinentes dans la mesure où elles ne contribuent pas, pour la plupart, à établir des liens essentiels à la compréhension globale du texte narratif, comme les liens de causalité. Les entrevues nous apprennent que certains élèves ont effectivement l'impression que certaines traces écrites sont plus pertinentes que d'autres, mais qu'ils ignorent souvent lesquelles et comment y recourir pendant leur lecture. Le rapport aux traces écrites est complexe, dépend de la situation et varie d'un individu à l'autre en fonction de plusieurs facteurs contextuels: les expériences et connaissances antérieures de l'élève, la résistance du texte imposé et les contacts avec les pairs. Tous ces facteurs influencent l'élève dans ce qu'il pense, ce qu'il ressent et ce qu'il fait lors de la préparation à une évaluation de lecture.

La présence de l'écrit dans la vie de jeunes adultes non diplômés en situation de précarité

La situation precaire de jeunes adultes non diplomés préoccupe les acteurs sociaux et des programmes soutiennent leur insertion. Ces programmes, à l'image de la société, font un usage important de l'écrit. Pourtant, des recherches indiquent que du personnel intervenant auprs de ces jeunes adultes croient qu'ils n'aiment pas lire et écrire et n'ont pas ce genre d'activités. La question de recherche est: Quelle est la place de l'écrit dans la vie de jeunes adultes non diplômés en situation de précarité? Ce mémoire s'inscrit dans un projet de l'équipe de recherche sur les transitions et l'apprentissage avec un échantillon de 45 jeunes adultes fréquentant un carrefour jeunesse-emploi. La méthodologie est mixte à dominante qualitative. Les résultats permettent d'affirmer que l'écrit a une place significative dans des moments importants de ces jeunes adultes, que la présence de l'écrit est souvent existentielle permettant la rencontre de soi et la rencontre des autres.

Mise en mouvement des jeunes de 16-17 ans en situation de précarité : facteurs associés à l'atteinte des objectifs d'intervention

La présente étude se penche sur les facteurs associés à l'atteinte des objectifs d'intervention dans les mesures de mise en mouvement chez les jeunes de 16-17 ans en situation de précarité. Au Québec, les effets de la pyramide démographique, l'essor de l'emploi atypique et les mutations économiques que subit le marché du travail peuvent engendrer une situation de précarité chez certains jeunes, dont les jeunes sans diplôme, les jeunes ayant été pris en charge par le système de protection de la jeunesse et les jeunes peu scolarisés. Dans cette perspective, des actions gouvernementales, sous forme de mesures, ont été mises en oeuvre en vue de fournir à ces jeunes un soutien dans leur insertion socioprofessionnelle et leur maintien à l'école. Nous nous intéressons à ces mesures, et plus particulièrement aux aspects personnels et contextuels des jeunes associés aux degrés d'atteinte des objectifs d'intervention. Les conditions associées aux participants de même que les mesures de mise en mouvement sont appréhendées sous l'angle de l'approche écosystémique. À cet effet, les objectifs de cette étude sont de déterminer les caractéristiques personnelles et les caractéristiques environnementales associées à l'atteinte des objectifs d'intervention des participants lors de leur passage dans ces mesures de mise en mouvement. À cette fin, les données employées proviennent d'une recherche évaluative de la mesure IDEO 16-17 (Yergeau, Bélisle, Bourdon et Thériault, 2009). Les participants (n=48) provenaient de différentes régions et étaient âgés de 15 et 19 ans. Alors que certains participants commençaient la mesure, certains participants interrogés avaient terminé la mesure. Parmi ces participants, 23 étaient des femmes et 25 des hommes. Un volet d'entrée leur était attribué selon leur problématique (mise en mouvement, persévérance scolaire ou rétablissement personnel). Des analyses bivariées ont été réalisées afin de relever les relations significatives entre les caractéristiques des jeunes, le degré d'atteinte moyen des objectifs d'intervention et la cote d'atteinte de l'objectif le plus associé au volet d'entrée. Deux régressions linéaires multiples ont également été exécutées afin de vérifier si les modèles employés expliquent une proportion significative de la variation du degré d'atteinte. Les résultats obtenus montrent la présence d'une corrélation positive entre l'âge des participants et le degré moyen d'atteinte des objectifs d'intervention. Ce résultat peut s'expliquer, entre autres, par une plus grande maturité et par un développement cognitif plus élevé des jeunes plus âgés. Aucun autre résultat significatif n'a été relevé. Toutefois, l'absence de résultats significatifs ne signifie pas que les liens entre les variables soient inexistants dans la réalité. L'absence de résultats significatifs peut s'expliquer en partie par certaines limites de la méthodologie, dont un échantillon hétérogène de taille modeste, une variance des variables dépendantes et certains paramètres de sélection du devis. Toutefois, certains aspects reliés à la nature même de la programmation souple de la mesure expliqueraient davantage l'absence de résultats, dont le manque d'adéquation entre le volet d'entrée et les objectifs d'intervention au plan d'action de même que la diversité et l'intensité variable des interventions inhérentes à l'étendue des problématiques des participants. Cette flexibilité caractéristique des mesures à programmation souple pose des défis méthodologiques et analytiques à la recherche et suggère au lecteur de nuancer l'interprétation des résultats. En conclusion, la présente recherche n'a pu déceler d'associations significatives entre le degré d'atteinte des objectifs d'intervention et les caractéristiques systémiques à l'étude. Certains aspects méthodologiques et de la nature de la mesure peuvent contribuer à expliquer l'absence de résultats significatifs. Comme il s'agit à notre connaissance de la première étude sur ce thème spécifique, il appert pertinent de poursuivre les études dans ce domaine.