Codage réseau pour des applications multimédias avancées

Network coding for advanced video applications

• Auteur / Autrice : Irina-Delia Nemoianu
• Direction : Béatrice Pesquet-Popescu, Marc Castella
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Signal et images
• Date : Soutenance le 20/06/2013
• Etablissement(s) : Paris, ENST
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Traitement et communication de l'information (Paris ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Corneliu Burileanu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marco Cagnazzo, Pascal Frossard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mihai Ciuc, Vladimir Stankovic

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux locaux sans fil

Vidéo

Traitement du signal

Codage

Mots clés libres

Méthode de séparation aveugle de source

Blind signal separation

Résumé

Le codage réseau est un paradigme qui permet une utilisation efficace du réseau. Il maximise le débit dans un réseau multi-saut en multicast et réduit le retard. Dans cette thèse, nous concentrons notre attention sur l’intégration du codage réseau aux applications multimédias, et en particulier aux systèmes avancès qui fournissent un service vidéo amélioré pour les utilisateurs. Nos contributions concernent plusieurs scénarios : un cadre de fonctions efficace pour la transmission de flux en directe qui utilise à la fois le codage réseau et le codage par description multiple, une nouvelle stratégie de transmission pour les réseaux sans fil avec perte qui garantit un compromis entre la résilience vis-à-vis des perte et la reduction du retard sur la base d’une optimisation débit-distorsion de l'ordonnancement des images vidéo, que nous avons également étendu au cas du streaming multi-vue interactive, un système replication sociale distribuée qui, en utilisant le réseau codage en relation et la connaissance des préférences des utilisateurs en termes de vue, est en mesure de sélectionner un schéma de réplication capable de fournir une vidéo de haute qualité en accédant seulement aux autres membres du groupe social, sans encourir le coût d’accès associé à une connexion à un serveur central et sans échanger des larges tables de métadonnées pour tenir trace des éléments répliqués, et, finalement, une étude sur l’utilisation de techniques de séparation aveugle de source -pour réduire l’overhead encouru par les schémas de codage réseau- basé sur des techniques de détection d’erreur telles que le codage de parité et la génération de message digest.

Network coding is a paradigm that allows an efficient use of the capacity of communication networks. It maximizes the throughput in a multi-hop multicast communication and reduces the delay. In this thesis, we focus our attention to the integration of the network coding framework to multimedia applications, and in particular to advanced systems that provide enhanced video services to the users. Our contributions concern several instances of advanced multimedia communications: an efficient framework for transmission of a live stream making joint use of network coding and multiple description coding; a novel transmission strategy for lossy wireless networks that guarantees a trade-off between loss resilience and short delay based on a rate-distortion optimized scheduling of the video frames, that we also extended to the case of interactive multi-view streaming; a distributed social caching system that, using network coding in conjunction with the knowledge of the users' preferences in terms of views, is able to select a replication scheme such that to provide a high video quality by accessing only other members of the social group without incurring the access cost associated with a connection to a central server and without exchanging large tables of metadata to keep track of the replicated parts; and, finally, a study on using blind source separation techniques to reduce the overhead incurred by network coding schemes based on error-detecting techniques such as parity coding and message digest generation. All our contributions are aimed at using network coding to enhance the quality of video transmission in terms of distortion and delay perceived