Adaptive error protection coding for wireless transmission of motion JPEG 2000 video

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Locally Adaptive Resolution (LAR) codec

The JPEG committee has initiated a study of potential technologies dedicated to future generation image compression systems. The idea is to design a new norm of image compression, named JPEG AIC (Advanced Image Coding), together with advanced evaluation methodologies, closely matching to human vision system characteristics. JPEG AIC thus aimed at defining a complete coding system able to address advanced functionalities such as lossy to lossless compression, scalability (spatial, temporal, depth, quality, complexity, component, granularity...), robustness, embed-ability, content description for image handling at object level... The chosen compression method would have to fit perceptual metrics defined by the JPEG community within the JPEG AIC project. In this context, we propose the Locally Adaptive Resolution (LAR) codec as a contribution to the relative call for technologies, tending to fit all of previous functionalities. This method is a coding solution that simultaneously proposes a relevant representation of the image. This property is exploited through various complementary coding schemes in order to design a highly scalable encoder. The LAR method has been initially introduced for lossy image coding. This efficient image compression solution relies on a content-based system driven by a specific quadtree representation, based on the assumption that an image can be represented as layers of basic information and local texture. Multiresolution versions of this codec have shown their efficiency, from low bit rates up to lossless compressed images. An original hierarchical self-extracting region representation has also been elaborated: a segmentation process is realized at both coder and decoder, leading to a free segmentation map. This later can be further exploited for color region encoding, image handling at region level. Moreover, the inherent structure of the LAR codec can be used for advanced functionalities such as content securization purposes. In particular, dedicated Unequal Error Protection systems have been produced and tested for transmission over the Internet or wireless channels. Hierarchical selective encryption techniques have been adapted to our coding scheme. Data hiding system based on the LAR multiresolution description allows efficient content protection. Thanks to the modularity of our coding scheme, complexity can be adjusted to address various embedded systems. For example, basic version of the LAR coder has been implemented onto FPGA platform while respecting real-time constraints. Pyramidal LAR solution and hierarchical segmentation process have also been prototyped on DSPs heterogeneous architectures. This chapter first introduces JPEG AIC scope and details associated requirements. Then we develop the technical features, of the LAR system, and show the originality of the proposed scheme, both in terms of functionalities and services. In particular, we show that the LAR coder remains efficient for natural images, medical images, and art images

Real-Time Generation of Standard-Compliant DVB-T Signals

This paper proposes and discusses two software implementations of the DVB-T modulator, using C++ and MATLAB, respectively. All the key features of the DVB-T standard are included. The C++ DVB-T modulator, incorporated into the Iris framework developed by Trinity College of Dublin, works in real time on an Intel Core i7 2.4 GHz CPU with the Iris testbed. The MATLAB-based DVB-T modulator is coupled with a receiver implementation with channel estimation, equalization, soft-output demapping and channel decoding. The validation step demonstrates that the proposed DVB-T software implementations generate standard-compliant DVB-T signals that are correctly received by commercially available TV sets and USB dongles. The software code for the Iris-based C++ modulator, and for the MATLAB-based modulator and receiver, has been made publicly available under the GNU license

Recent Advances in Signal Processing

The signal processing task is a very critical issue in the majority of new technological inventions and challenges in a variety of applications in both science and engineering fields. Classical signal processing techniques have largely worked with mathematical models that are linear, local, stationary, and Gaussian. They have always favored closed-form tractability over real-world accuracy. These constraints were imposed by the lack of powerful computing tools. During the last few decades, signal processing theories, developments, and applications have matured rapidly and now include tools from many areas of mathematics, computer science, physics, and engineering. This book is targeted primarily toward both students and researchers who want to be exposed to a wide variety of signal processing techniques and algorithms. It includes 27 chapters that can be categorized into five different areas depending on the application at hand. These five categories are ordered to address image processing, speech processing, communication systems, time-series analysis, and educational packages respectively. The book has the advantage of providing a collection of applications that are completely independent and self-contained; thus, the interested reader can choose any chapter and skip to another without losing continuity

Outils d'analyse, de modélisation et de commande pour les radiocommunications Application aux amplificateurs de puissance

L'évolution croissante des télécommunications résulte de la combinaison de plusieurs facteurs comme les progrès de l'électronique, de la micro-électronique, de la radiofréquence mais aussi des avancées des techniques de communications numériques. Dans ce contexte, les études s'orientent de plus en plus vers l'amélioration de la couverture et de la qualité de service offertes aux usagers. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les travaux exposés dans le cadre de cette Habilitation à Diriger des Recherches. Les problématiques soulevées concernent : - la connaissance et la maîtrise du comportement des composants en présence de signaux large bande, multiporteuses, - l'amélioration de la qualité des transmissions en tenant compte des aspects énergétiques, - la reconfigurabilité et l'adaptation des nouveaux systèmes à la multiplication des normes et des standards de communications. Pour chaque problématique, nous avons proposé des solutions théoriques et pratiques avec comme fil conducteur l'utilisation et la mise en \oe uvre d'outils issus de l'Automatique comme l'estimation paramétrique, la commande et la linéarisation, l'optimisation, etc. Concernant la modélisation des fonctions électroniques RF, je présente mes travaux concernant la prise en compte des effets statiques et dynamiques en temps continu et discret. Pour les circuits hautes fréquences qui se caractérisent par des constantes de temps avec des ordres de grandeurs divers, nous avons montré qu'il est important d'envisager la modélisation selon l'application visée et en déployant des outils d'estimation paramétrique adaptés. Des problématiques telles que la normalisation de l'espace paramétrique, l'initialisation, la convergence sont étudiées pour répondre aux caractéristiques des systèmes de radiocommunications.Dans le chapitre consacré à l'amélioration de la linéarité et du rendement, nous avons présenté des techniques de correction des imperfections des amplificateurs de puissances ainsi que des méthodes de traitement du signal qui permettent de réduire leurs impacts sur la transmission. Concernant la linéarisation, nous avons commencé par une comparaison d'une technique Feedback et d'un linéariseur à base d'une prédistorsion polynomiale sans mémoire. Cette étude a mis en évidence l'intérêt d'adjoindre de la mémoire sous forme de retards dans le linéariseur. Les fortes fluctuations des signaux multiporteuses, mesurées par le PAPR pour Peak-to-Average Power Ratio, contribuent aussi à dégrader le bilan énergétique de l'émetteur. La majorité des travaux sur la réduction du PAPR se limite à l'étude des performances en termes de gain de réduction, sans aborder la qualité de transmission en présence d'imperfections réalistes des éléments non-linéaires. C'est dans ce contexte que nous avons analysé cette problématique pour un système MIMO-OFDM en boucle fermée avec prise en compte du canal, des non-linéarités, des effets mémoires et des critères visuels permettant d'évaluer la qualité des transmissions de données multimédias.Le développement d'architectures entièrement numérique, reconfigurables est traité en dernière partie de ce cette HDR. Pour cette large thématique, nous proposons des améliorations pour des coefficients des modulateurs afin d'obtenir une fonction de transfert du bruit respectant un gabarit fréquentiel donné. La correction des erreurs de calcul dus aux coefficients du type 1/$2^L$. Cette correction est basée sur la ré-injection de l'erreur au sein de la boucle directe à travers un filtre numérique