Joint Source-Protocol-Channel Decoding: Improving 802.11N Receivers

International audienceThis paper combines joint protocol-channel (JPC) and joint source-channel (JSC) decoding techniques within a receiver in the context of wireless data transmission. It assumes that demodulation and channel decoding at physical (PHY) layer can provide soft information about the transmitted bits. At each layer of the protocol stack, JPC decoding allows headers of corrupted packets to be reliably decoded and soft information on the corresponding payload to be forwarded to the correct upper layer. When reaching the application (APL) layer, packets may still contain errors and are JSC decoded, exploiting residual redundancy present in the compressed bitstream, to remove part of the residual errors. The main contribution of this paper is to show that these tools may be efficiently combined to obtain i) reliable protocol layers permeable to transmission errors and ii) improved source decoders. Performance is evaluated using an OMNET++ simulation for the transmission of compressed HTML files (HTTP 1.1) over a standard RTP/UDP-Lite/Ipv6/MACLite/802:11n-PHY protocol stack, only the receiver is modified. For a given packet error rate, the proposed scheme provides gains up to 2 dB in SNR compared to a standard receiver

Tatouage informé et Compression Multi-Sources

Technological advances in the fields of telecommunications, multimedia and the diverse choice of portable handhelds during the last decade, derive to create novel services such as sharing of multimedia content, video-conferencing or content protection, where all running on low-power devices. Hence alternative low complexity coding techniques need to be developed for replacing conventional ones. Coding with state information, a potential solution to shifting the encoder complexity to the decoder, has two main applications: 1)Distributed Source Coding(DSC) for compressing a source given a correlated version of it is available only to the decoder. 2)Informed Data Hiding(IDH) for embedding a watermark to a host signal where the host signal is available only to the encoder. For each problem stated above, practical code designs that operate close to the theoretical limits are proposed. The combination of good error correcting codes such as Low Density Parity-Check (LDPC) Codes and good quantization codes such as Trellis Coded Quantization (TCQ) are used at the design of the proposed capacity approaching codes. Moreover, the theoretical achievable rate limits for a relaxed IDH setup, such that a noisy observation of the host signal is available to the decoder is derived. Finally, motivated by the strong duality between DSC and IDH, a hybrid scheme that uses both data hiding and compression is proposed. In addition to the derivation of theoretical channel capacity and rate distortion function, a complete framework is proposed.Les avancées technologiques qu’ont connu les télécommunications, le multimédia et les systèmes mobiles ont ouvert la porte à l’émergence, puis au développement de nouveaux services tels que le partage de bases de données multimédia, la vidéo- conférence ou la protection des contenus, tout en utilisant des systèmes à faible puissance. D’où la nécessité de disposer de nouvelles techniques de codage à complexité réduite. Les techniques de codage exploitant la présence d’une information parallèle peuvent constituer une solution potentielle permettant de déporter la complexité de codage vers le décodeur. Celles-ci s’appliquent notamment à deux principes de codage : 1) Le codage de source distribué (Distributed Source Coding DSC) pour compresser un signal donné, sachant qu’un autre signal corrélé à celui d’origine est disponible au niveau du décodeur. 2) La dissimulation de données informée (Informed Data Hiding IDH) permettant d’insérer un message dans un signal hôte, ce dernier n’étant connu qu’au codeur. Pour chacune de ces deux techniques, nous proposons des solutions qui approchent les limites théoriques. Nous combinons pour cela des techniques performantes tant de codage canal, de type LDPC, que de quantification de type Treillis (TCQ). Par ailleurs, nous étudions les limites théoriques pouvant être atteintes par IDH, dans le cas où une version bruitée du signal hôte est disponible au décodeur. Enfin, exploitant la forte dualité qui existe entre DSC et IDH, nous proposons un schéma pratique hybride complet mettant en oeuvre les deux techniques, ainsi qu’une étude théorique de la fonction débit / distorsion et de la capacité d’un tel système

Tatouage informé et Compression Multi-Sources

Technological advances in the fields of telecommunications, multimedia and the diverse choice of portable handhelds during the last decade, derive to create novel services such as sharing of multimedia content, video-conferencing or content protection, where all running on low-power devices. Hence alternative low complexity coding techniques need to be developed for replacing conventional ones. Coding with state information, a potential solution to shifting the encoder complexity to the decoder, has two main applications: 1)Distributed Source Coding(DSC) for compressing a source given a correlated version of it is available only to the decoder. 2)Informed Data Hiding(IDH) for embedding a watermark to a host signal where the host signal is available only to the encoder. For each problem stated above, practical code designs that operate close to the theoretical limits are proposed. The combination of good error correcting codes such as Low Density Parity-Check (LDPC) Codes and good quantization codes such as Trellis Coded Quantization (TCQ) are used at the design of the proposed capacity approaching codes. Moreover, the theoretical achievable rate limits for a relaxed IDH setup, such that a noisy observation of the host signal is available to the decoder is derived. Finally, motivated by the strong duality between DSC and IDH, a hybrid scheme that uses both data hiding and compression is proposed. In addition to the derivation of theoretical channel capacity and rate distortion function, a complete framework is proposed.Les avancées technologiques qu’ont connu les télécommunications, le multimédia et les systèmes mobiles ont ouvert la porte à l’émergence, puis au développement de nouveaux services tels que le partage de bases de données multimédia, la vidéo- conférence ou la protection des contenus, tout en utilisant des systèmes à faible puissance. D’où la nécessité de disposer de nouvelles techniques de codage à complexité réduite. Les techniques de codage exploitant la présence d’une information parallèle peuvent constituer une solution potentielle permettant de déporter la complexité de codage vers le décodeur. Celles-ci s’appliquent notamment à deux principes de codage : 1) Le codage de source distribué (Distributed Source Coding DSC) pour compresser un signal donné, sachant qu’un autre signal corrélé à celui d’origine est disponible au niveau du décodeur. 2) La dissimulation de données informée (Informed Data Hiding IDH) permettant d’insérer un message dans un signal hôte, ce dernier n’étant connu qu’au codeur. Pour chacune de ces deux techniques, nous proposons des solutions qui approchent les limites théoriques. Nous combinons pour cela des techniques performantes tant de codage canal, de type LDPC, que de quantification de type Treillis (TCQ). Par ailleurs, nous étudions les limites théoriques pouvant être atteintes par IDH, dans le cas où une version bruitée du signal hôte est disponible au décodeur. Enfin, exploitant la forte dualité qui existe entre DSC et IDH, nous proposons un schéma pratique hybride complet mettant en oeuvre les deux techniques, ainsi qu’une étude théorique de la fonction débit / distorsion et de la capacité d’un tel système

Dirty-paper writing based on LDPC codes for Data Hiding

International audienceWe propose an embedding scheme based on Low Density Parity Check(LDPC) codes, in order to quantize the host signal in an intelligent manner so that the decoder can extract the hidden message with a high probability

Tatouage Informé pour le Codage Distribué

National audienceNous partons de la dualité entre le tatouage et le codage distribué pour proposer un schéma qui exploite ces deux techniques dans un même système. Dans celui-ci, nous proposons de faire simultanément de l’insertion de message et de la compression en faisant appel au codage distribué. Pour la compression, nous utilisons des méthodes de code de correction d’erreurs comme LDPC, alors que pour l’insertion il sera fait appel à une méthode de quantification simple afin de ne pas augmenter la complexité du codeur. Des résultats expérimentaux pour des données de synthèse sont fournis, puis le système proposé est comparé à d’autres systèmes existant

Joint Data-Hiding and Source Coding of Still Images

International audienceWe used baseline JPEG compression with different quality values for creation of the Side Information, a memoryless quantization for informed data hiding,and LDPC based coset construction for source coding

Joint Data-Hiding and Source Coding with Partially Available Side Information

International audienceChannel Coding with Side Information at the encoder(CCSI) can be visualized as a blind watermarking problem: the original host signal for embedding the watermark is known at the encoder but not at the decoder. Similarly, the Rate Distortion with Side Information at the decoder(RDSI) is known as distributed source coding: the rate distortion limits of an input source if a noisy observation of that source is available only at the decoder. There is a strong duality between CCSI and RDSI for the gaussian case. We propose a system that exploits the generalized versions of the two information theoretical dualities of CCSI and RDSI together within a unique setup. The question is "Can we combine these two separated dual problems (blind watermarking and distributed source coding) within a single problem?". The proposed scheme can be viewed as "Watermarking or Data Hiding within Distributed Source Coding". The setup contains the cascade of the generalized versions of CCSI and RDSI where there exists two different side information, one available only at the encoder and the other at the decoder. The preliminary experimental results are given using the theoretical findings of the duality problem

Tatouage Informé pour le Codage Distribué

National audienceNous partons de la dualité entre le tatouage et le codage distribué pour proposer un schéma qui exploite ces deux techniques dans un même système. Dans celui-ci, nous proposons de faire simultanément de l’insertion de message et de la compression en faisant appel au codage distribué. Pour la compression, nous utilisons des méthodes de code de correction d’erreurs comme LDPC, alors que pour l’insertion il sera fait appel à une méthode de quantification simple afin de ne pas augmenter la complexité du codeur. Des résultats expérimentaux pour des données de synthèse sont fournis, puis le système proposé est comparé à d’autres systèmes existant

Joint Data-Hiding and Source Coding of Still Images

International audienceWe used baseline JPEG compression with different quality values for creation of the Side Information, a memoryless quantization for informed data hiding,and LDPC based coset construction for source coding

Dirty-paper writing based on LDPC codes for Data Hiding

International audienceWe propose an embedding scheme based on Low Density Parity Check(LDPC) codes, in order to quantize the host signal in an intelligent manner so that the decoder can extract the hidden message with a high probability