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10 avril 2017

Proposition de Thèse en Cotutelle : Méthodes de codage avancées pour les réseaux de capteurs multimédia sans fil


Catégorie : Doctorant


Antériorité : Ce projet s’inscrit dans le cadre d’une collaboration, datant de 6 années, entre L’équipe RESYST (REseaux et SYStèmes de Télécommunication) de l’institut XLIM et le laboratoire 6’Com de l’ENIT (Tunis, Tunisie). Cette collaboration, ayant pour contour scientifique la transmission d’images dans les réseaux 4G, a donné lieu à : deux actions incitatives pour la création et la consolidation d’une équipe de recherche internationale associée ; le co-encadrement de deux stages de PFE et de Master recherche ; une thèse en cotutelle dont la soutenance est prévue en septembre 2017 et pour laquelle l’obtention d’une bourse d’excellence EIFFEL et ERASMUS MUNDUS (de Campus France) est à mettre au crédit de la solidité du partenariat ; deux conférences nationales [1, 2] (GRETSI avec un taux d’acceptation de 30%) ; deux conférences internationales IEEE (ICCS’14) [3, 4] ainsi que l’acceptation d’une revue internationale dans le journal Signal Processing : Image Communication d’Elsevier. C’est dans ce contexte que nous avons déposé un projet PHC UTIQUE (Partenariat Hubert-Curien Franco-Tunisien) en avril 2017.

 

Thématique de la thèse

Dans les situations graves ou sensibles telles que les catastrophes naturelles, le contrôle dans les gares routières, aéroportuaires, ferroviaires, … présentant la nécessité d’une observation accrue et continue des comportements des foules, il est plus que crucial de disposer de systèmes de vidéo surveillance à bas cout, flexible et ne nécessitant pas d’infrastructure fixe. Une solution consiste dès lors à considérer les systèmes de transmissions sans fil sur canaux radiofréquences (RF). De plus, la finesse de résolution des vidéos reçues doit être d’une assez bonne qualité pour être en mesure d’identifier et d’exploiter des situations à risque, et ce indépendamment des aléas liés à la transmission sans fil source de dégradations importantes des vidéos transmises.

Ainsi, au vu de ce constat, ce travail de thèse, en cotutelle entre les laboratoires SysCom de l’ENIT (Tunisie) et XLIM (France), a pour objectif la mise en œuvre de concepts innovants inhérents à la transmission de contenus vidéos dans le cadre d’un réseau maillé sans fil pour une application de vidéo surveillance. Dans ce contexte les canaux radiofréquences (RF), de par leur sélectivité et variabilité spatio-temporelle, présentent l’inconvénient d’être fortement contraints en bande passante, et ce d’autant que le nombre d’usagers est croissant. Dès lors, l’un des principaux défis consiste à proposer des stratégies « cross layer » adaptatives permettant à ces réseaux « intelligents » de répondre aux exigences de qualité de service requise par chacun des usagers à travers une gestion efficace des ressources (énergétique et fréquentielle) mises à disposition. Les paramètres des couches Application, MAC et Physique ainsi considérées seront optimisés pour transmettre des contenus vidéos hiérarchisés via les principes des communications coopératives et du codage réseau, des stratégies UEP (Unequal Error Protection) et UPA (Unequal Power Allocation) [5-8]. Enfin, un prototype expérimental est envisagé grâce à une implémentation type radio logicielle (SDR). Le système ainsi réalisé sera constitué d’une (ou plusieurs) source(s) voulant transmettre de la vidéo à une (ou plusieurs) destination(s). Pour cela, elle(s) aura(ont) recours à plusieurs relais qui permettront d’ajouter une diversité supplémentaire et, par conséquent, d’améliorer la qualité. La(es) source(s) utilisera(ont) un algorithme de compression de type H.264/SCV ou HEVC/SVC avec un code correcteur d’erreur de type convolutif avant de procéder à la transmission. Les relais recevant cette information effectuent le décodage / le re-encodage de l’information, puis transfère le résultat à la(es) destination(s). Cette(es) dernière(s) combine(nt) les différentes observations moyennant un algorithme de décodage itératif et décompresse(nt) la séquence estimée pour fournir la(es) vidéo(s) reconstruite(s).

L’objectif du travail sera alors de proposer une optimisation globale et adaptative des paramètres de cette chaine de communication, implémentable pour la radio logicielle, afin de fournir une qualité acceptable à la réception indépendamment de l’état du canal.

Contact

Liste des publications

[1]M. Mhamdi, A. Zribi, C. Perrine, Y. Pousset, C. Olivier. Méthodes de décodage à entrées pondérées pour la transmission d’images JPEG2000 Wireless sur des canaux fortement bruités.25ème édition du GRETSI. Lyon - Septembre 2015.

[2]M. Mhamdi, A. Zribi, S. Zaibi, C. Perrine, Y. Pousset, R. Pyndiah, C. Olivier. Codage conjoint source canal optimisé avec décodage itératif pour la transmission d’images RSPIHT.24ème édition du GRETSI. Brest - Septembre 2013.

[3]S. Kambou, C. Perrine, Y. Pousset, C. Olivier and M. Mhamdi.Low-Complexity and Optimal Resource Allocation Scheme for Scalable Video transmission over realistic noisy MIMO channels.The 14th IEEE International Conference on Communication Systems (ICCS). Macau – November 2014.

[4]M. Mhamdi, A. Zribi, C. Perrine, Y. Pousset, C. Olivier and S. Kambou.Soft-input arithmetic decoding for optimized scalable image transmission over a realistic MIMO channel.The 14th IEEE International Conference on Communication Systems (ICCS). Macau – November 2014.

[5] A. Zribi, C. Perrine, Y. Pousset. Optimized Scalable Image and Video Transmission for MIMO Wireless Channels. Dans « InTech - Science, Technology and Medicine » A paraître.

[6] S. Kambou, C. Perrine1, M. Afif, Y. Pousset, C. Olivier. Resource allocation based on cross-layer QoS-guaranteed scheduling for multi-service multi-user MIMO-OFDMA systems. Wireless Network - Journal of mobile communication computation and information, Vol 22, N°1, DOI 10.1007/s11276-015-1183-x (2016) 21 pages.

[7] W. Hamidouche, C. Olivier, C. Perrine, Y. Pousset. Optimal resource allocation for scalable video transmission over a realistic MIMO Channel. Elsevier – Journal of Visual Communication and Image Representation (JVCI 12 113R1) - Vol. 24 issue 3 - pp. 373-387, April 2013

[8] J. Abot, C. Olivier, C. Perrine, Y. Pousset. A link adaptation scheme optimized for wireless JPEG2000 transmission over realistic MIMO systems. Signal Processing: Image Communication in press (2012)

 

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