Thèse soutenue

Compression et transmission de signaux vidéo sur des réseaux haut débit avec contrôle de congestion du flux de données

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Auteur / Autrice : Paolo Scotton
Direction : Jean Ménez
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Nice
Jury : Président / Présidente : Gérard Alengrin
Examinateurs / Examinatrices : Alain Croisier, Michèle Rosso
Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Galand, Murat Kunt, H. Nussbaumer

Résumé

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Ce travail de thèse s'inscrit dans le domaine de la compression et la transmission de signaux vidéo sur les réseaux asynchrones haut débit émergeants. La première partie du mémoire est consacrée à l'étude des problèmes de transport sur les futurs réseaux asynchrones à haut débit, et débute par la présentation du mode de transfert ATM (asynchronous transfer mode), qui sera le mode de transfert privilégié de ces réseaux. Vient ensuite une étude des différentes sources (données, voix, image) et des contraintes qu'elles imposent. Puis nous présentons les problèmes de transport inhérents à la vidéo comprimée. Ce qui nous amène à proposer un protocole de transport au niveau codeur/décodeur permettant de contrôler les problèmes de divergence des boucles de prédiction. Ce protocole permet, en outre, une transmission en mode dégradé en cas de congestion grave du réseau. La fin de cette première partie est consacrée aux algorithmes de routage dans les réseaux haut débit avec circuits virtuels. Dans ce cas, il est parfois important de pouvoir établir un appel en un temps relativement bref. Ce qui nous a conduit à proposer une technique de hiérarchisation automatique de réseau permettant d'améliorer de façon sensible les performances de l'algorithme de Bellmann-Ford modifié. L'étude du codage de sources vidéo adapté à la transmission sur des réseaux haut débit fait l'objet de la deuxième partie. Après une synthèse des principales techniques numériques de compression, nous étudions plus particulièrement deux codeurs vidéo utilisant des techniques de codage en sous-bandes, a savoir le codeur tridimensionnel de g. Karlsson et m. Vetterli, et un codeur hybride codage en sous-bandes/codage prédictif. Une nouvelle technique d'allocation des ressources binaires permettant une quantification multiresolution des sous-bandes est alors proposée. Elle permet d'obtenir un codeur réalisant un bon compromis qualité/débit/complexité. Ce codeur est de plus très bien adapté à la transmission sur des réseaux haut débit, car hiérarchisé et à débit variable. La dernière partie du mémoire traite des problèmes du contrôle des congestions dans les réseaux haut débit. Après une introduction au domaine, nous présentons et validons une implémentation particulière d'un mécanisme de contrôle préventif : le leaky bucket. Nous étudions ensuite une version adaptative de ce mécanisme introduite par L. Gun et T. Tedijanto. Nous y apportons une modification sous la forme d'une technique de décision d'adaptation par fenêtres qui améliore les performances tout en simplifiant considérablement l'implémentation. Cette partie du mémoire s'achève sur l'étude du comportement du leaky bucket adaptatif soumis a un trafic généré par une source vidéo comprimée