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.

Analyse géostatistique des aires protégées de la Communauté métropolitaine de Montréal : défis et priorités d'actions pour un aménagement durable du territoire

Avec son plan métropolitain d’aménagement et de développement, la communauté métropolitaine de Montréal met de l’avant plusieurs orientations visant la sphère environnementale. Parmi les objectifs formulés, on retrouve la mise en valeur des atouts naturels de la région et la protection de 17 % du territoire, ce qui n’est pas étonnant sachant les nombreux avantages reliés à la présence des milieux naturels sur un territoire urbanisé. Les aires protégées sont en effet essentielles au maintien de la biodiversité et des services écosystémiques associés au bien-être humain. Toutefois, les analyses géostatistiques réalisées indiquent que peu de municipalités de la région respectent les orientations mises de l’avant par la communauté et que la plupart des bassins versants n’ont pas un niveau adéquat de protection. Les statistiques présentées par la communauté métropolitaine de Montréal (9,6 % d’aires protégées) sont certes acceptables à première vue si l’on considère l’état de la situation au Québec (9,33 %) et dans la zone sud de la province (4,8 %), mais une étude plus approfondie démontre que la majeure partie des territoires protégés sont en milieu aquatique (77 %) et la présence d’importantes zones de carences en aires protégées au nord-est et au sud-ouest. En ce qui concerne les aspects sociaux et économiques, la localisation actuelle des aires protégées crée des iniquités en matière d’accès à la nature (33 % des municipalités ont une portion de leur territoire à plus de 5 km de tout espace protégé), et les municipalités qui font des efforts en termes de conservation ne sont pas nécessairement celles qui en retirent les bénéfices sur le plan de la richesse foncière. Compte tenu de la complexité inhérente à la mise en oeuvre des objectifs du plan métropolitain dans le contexte régional, diverses pistes de solutions peuvent être envisagées pour le développement du réseau d’aires protégées. De meilleures politiques d’aménagement du territoire et un cadre législatif adéquat semblent indispensables afin de mettre un frein à la destruction des milieux naturels, d’encourager la connexion entre les noyaux de biodiversité et d’inciter la restauration des milieux perturbés. Des règles qui tiennent compte des particularités régionales doivent aussi être mises en place afin de promouvoir le partage des coûts et bénéfices de la conservation. Il faudra faire valoir les bénéfices des aires protégées auprès du public, car la simple protection des territoires ne sera pas suffisante à la saine gestion des écosystèmes et l’implication des acteurs concernés sera absolument nécessaire sachant les multiples menaces qui guettent les milieux naturels.

Influence de l’hypoxie dans la régulation du pH et les conséquences dans la progression tumorale et la résistance à la chimiothérapie

Résumé : La formation de métastases s’inscrit comme la finalité d’un processus darwinien dans lequel les cellules tumorales subissent des altérations génétiques et épigénétiques dans l’unique but de préserver un avantage prolifératif. L’environnement hypoxique, caractéristique des tumeurs solides, se révèle comme une pression de sélection et un facteur déterminant dans la progression tumorale. Face à l’hypoxie, une des adaptations majeures des cellules tumorales est le déséquilibre du pH cellulaire qui mène à la formation de métastases et à la résistance à la chimiothérapie. Cette thèse met en lumière de nouveaux liens moléculaires entre l’hypoxie et la régulation du pH dans des contextes d’invasion cellulaire et de chimiorésistance. Les échangeurs d’ions NHE1 et NHE6 sont au cœur de ces études où de nouveaux rôles dans la progression du cancer leur ont été attribués. Premièrement, nous avons observé l’influence de l’hypoxie sur la régulation de NHE1 par p90RSK et les conséquences fonctionnelles de cette interaction dans l’invasion cellulaire par les invadopodes. En conditions hypoxiques, NHE1 est activé par p90RSK résultant en une acidification extracellulaire. En modifiant le pH, NHE1 stimule la formation des invadopodes et la dégradation de la matrice extracellulaire. Ainsi, la phosphorylation de NHE1 par p90RSK en hypoxie apparaît comme un biomarqueur potentiel des cancers métastatiques. Peu étudié, le pH endosomal peut intervenir dans la chimiorésistance mais les mécanismes sont inconnus. Nous avons développé une méthode pour mesurer précisément le pH endosomal par microscopie. Ceci a permis d’illuminer un nouveau mécanisme de résistance induit par l’hypoxie et mettant en vedette l’échangeur NHE6. L’hypoxie favorise l’interaction de NHE6 avec RACK1 à la membrane plasmique empêchant la localisation endosomale de l’échangeur. Cette interaction mène à la séquestration de la doxorubicine dans des endosomes sur-acidifiés. Ces travaux mettent en évidence pour la première fois le rôle du pH endosomal et l’échangeur NHE6 comme des éléments centraux de la chimiorésistance induite par l’hypoxie. Cette thèse renforce donc l’idée voulant que les interactions entre les cellules tumorales et le microenvironnement hypoxique sont le « talon d’Achille » du cancer et la régulation du pH cellulaire est primordiale dans l’adaptation des cellules à l’hypoxie et l’instauration du phénotype malin du cancer. La découverte de nouveaux rôles pro-tumoraux pour NHE1 et NHE6 les placent à l’avant-plan pour le développement de stratégies thérapeutiques orientées contre la formation de métastases et la chimiorésistance.

EL PROCESO DE URBANIZACION EN LA PERIFERIA DEL AREA METROPOLITANA: LOS CASOS DE TURRUCARES Y MONTE DE LA CRUZ

Este avance de investigación pretende ofrecer una visión preliminar de un fenómeno bastante reciente que se está dando en Costa Rica y particularmente en el Valle Central: la urbanización del espacio agrícola. Este proceso se está desarrollando más allá del espacio suburbano y presenta una especialidad diferente, ya que aquí la organización social campesina y las actividades agropecuarias siguen siendo predominantes. Sin embargo, esta extremadamente vinculado con el proceso de metropolizacion que surge en el país. Se está asistiendo, pues, a una reubicación de los espacios residenciales de las clases de mejores ingresos, las cuales influenciadas tal vez por un modelo ideológico importado, buscan poder disfrutar de las ventajas que ofrece el espacio rural pero con la posibilidad de seguir trabajando en la ciudad y seguir gozando de los servicios urbanos. La  rural-urbanización dentro de una estrategia global de estructuración del espacio puede ser considerada como un mecanismo de selección y una apropiación de los mejores lugares donde se dará la futura de expansión urbana. Desde esta perspectiva, resulta interesante llamar la atención de cómo ciertos sectores sociales están proyectando desde ahora la futura expansión del espacio metropolitano.   SUMMARY This preliminary investigative report presents a viewpoint about a very recent phenomenon that is occurring in Costa Rica and especially in the Central Valley: the urbanization of the agrarian space. This process is developing beyond the suburban areas and presents a different spacial structure because in these areas, the rural social structures and the livestock and agricultural activities are still predominant. Nevertheless, such activities are very much related to the urbanization process occurring in the country. As such, we are witnessing a reubication of the residential structure of the high-income classes, of which, influenced perhaps by an improved idiologic model, hope to enjoy the advantages offered by a rural area but also taking advantage of the convenience offered by the urban benefits; plus the opportunity to keep working in the city. The process of rural urbanization conceived in a global strategy of spatial structures, can be considered as a selection and appropriation mechanism of the best areas for the future urban expansion. From this perspective, it is interesting to call attention to the process by which certain social sectors are now projecting the future organization of the metropolitan area.  In reference to the real-estate capital invested in the study areas, and specifically to Costa Rica capital, this investment in the promotion of real-estate, acts as a shelter sector, by changing the course of direction of the capital accumulated in the other economic sectors, especially considering that the real-estate sector insures more secure profits in spite of the relatively insignificant recuperation rate of the capital investment comparison to the industrial sector, where more capital risks occur, above all during an economic crisis.  At present, the zones influenced by rural urbanization are affected by a modification in their productive structure, in other words, what were once agricultural zones, are now converted to residential zones. This produces spectacular changes in the composition of the work force by producing service-oriented employment that leads to the following abandonment of the agricultural activities.  From a social point of view, this rural urbanization pattern provokes a marked spatial segregation, in which an exclusive high income social group with a particularly consuming life style is noted at one level, and on the other, social groups that inhered patterns of rural life with more traditional lifestyles. In reference to the community level in the study areas, localized conflicts have emerged between local people and the new residents. These conflicts are highly conditioned by the insertion in the communities of these new residents.       RESUME   Ce document préliminaire décrit un phénomène assez récent au Costa Rica, qui affecte plus particulièrement la « Vallée Centrale ». il s’agit de l’urbanisation de l’espace agricole.  Ce sont des espaces franchement ruraux, bien au-delà des banlieues, qui sont affectés par ce processus qui, en conséquence, montre des caractères différents: comme se maintien de la organisation social liée aux activités agricoles; en face l’infiltration d’un autre mode de vie dû à sa transformation en espace résidentiel pour classes aux revenus élevés qui, peut-être, influencées par un modèle culturel importé, préfèrent une localisation qui puisée leus offrir à  la fois les avantages de vivre dans un espace rural avec ceux de la ville, lieu de travail suffisamment proche dont elles continuent à pouvoir utiliser ses services. Ce modèle culturel doit être considère en fonction du processus de métropolitain apparu dan le pays. L’urbanisation de l’espace rural, dans une stratégie globale de structuration de l’espace peut se considérer comme un mécanisme de sélection et d’appropriation des meilleurs sites de l’expansion urbaine future.  Dans cette perspective, il est intéressant de constater qu’il existe déjà, de la part certains secteurs sociaux, un projet d’organisation de l’espace métropolitain futur. Le foncier est considéré comme un secteur refuge pour les capitaux nationaux d’où l’intérêt de la spéculation pour ces zones. En effet, ce placement, plus sûr, malgré un plus faible taux de récupération du capital, est préfère à d’ autres- comme l’investissement industriel- plus rentables, mais plus risqués, surtout en temps de crise. L’urbanisation de l’espace rural s’accompagne d’une modification des structures productives : moins d’agriculture et évolution de l’emploi vers le tertiaire liée à la présence de nouveaux résidents. Du point de vue social, cette situation se traduit par une très nette ségrégation spatiale. D’un côte, un group socio-économique aux revenus élèves représentant  la société de consommation ; de l’autre, les ruraux au style de vie plus traditionnel. Il en résulte une certaine tension entre les deux groupes.