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Soutenances HDR

«Traitement statistique pour les communications numériques et les images»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches sera soutenue par Frédéric Lehmann, Maître de Conférences dans le département CITI

Quand ?

Vendredi 10 Février 2012 à 14h00

Où ?

A Télécom SudParis, 9 Rue Charles Fourier, 91000 Evry - Amphi 10

Jury

• Mr Jean-Yves TOURNERET, Professeur, INP - ENSEEIHT, Toulouse - rapporteur
• Mr Ramesh PYNDIAH, Professeur, Télécom Bretagne, Brest - rapporteur
• Mr Benoît GELLER, Professeur, ENSTA, Paris - rapporteur
• Mr Jean-Luc ZARADER, Professeur, ISIR, UPMC, Paris - examinateur
• Mr Jean-Pierre CANCES, Professeur, ENSIL, Limoges - examinateur
• Mr Antoine BERTHET, Professeur, SUPELEC, Gif-sur-Yvette - examinateur

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«Sécurité, vie privée et confiance dans les environnements pervasifs»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Abdallah Mahmed, Maître de Conférences dans le département RST

Quand ?

Jeudi 30 Juin 2011 à 10h30

Où ?

A Télécom SudParis, 9 Rue Charles Fourier, 91000 Evry - salle A003

Jury

• Mr Gildas Avoine, Professeur, Information Security Group, Louvain la Neuve, Belgique - rapporteur
• Mr Lionel Brunie, Professeur, LIRIS, INSA, Villeurbanne, France - rapporteur
• Mr Sébastien Canard, Professeur, France Telecom R&D, Caen , France - rapporteur
• Mme Amal El Fellah Seghrouchni, Professeur, LIP6 , UPMC, Paris , France - examinateur
• Mr Jacques Demongeot, Professeur, TIMC-IMAG, La Tronche, France - examinateur

Résumé

"L'informatique ubiquitaire et les systèmes pervasifs favorisent le développement d'équipements et de services dédiés à l'amélioration de la qualité de vie des personnes dépendantes. Néanmoins, en raison de l'hétérogéneité et le complexité des équipements et services déployés, il est important de prendre en considération les aspects liés à la sureté et à la sécurité des personnes dépendantes vivant dans ces environnements. Afin de satisfaire les beoins spécifiques des personnes dépendantes, il est nécessaire de considérer le caractère dynamique de la sécurité dans ces environnements intelligents en développant de nouveaux modèles de sécurité capables de s'adapter au profil, au contexte de l'utilisateur et à son environnement. Les réseaux mobiles ad'hoc (MANET) contribuent de manière significative au déployement de services dans les environnements pervasifs. Malgré les nombreux travaux de recherche consacrés aux services de sécurité dans les réseaux MANET, leur conséquences en termes de préservation de vie privée et de confiance ne sont pas suffisament prises en compte.

L'objectif de mes travaux de recherche est de couvrir les aspects interdépendants liés à la sécurité, à la vie privée et à la confiance en vue de les intégrer dans une architecture commune adaptée aux environnements intelligents et dédiée aux personnes dépendantes. Afin de prendre en compte la variablité et le non determinisme de ces environnements, on doit introduire le concept de "sensibilité au contexte" qui associe le profil utilisateur (capacités, préférences), le temps et la localisation (espace de vie, plateforme de service, équipements) en vue de fournir des services personnalisés.

Grâce aux diverses contributions sur les protocoles cryptographiques, nous avons abouti à la conception et la mise en oeuvre d'une architecture d'authentification intégrant les concepts de sécurité , de vie privée et de confiance dans les environnements sensibles au contexte." 

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«Model-based Conformance and Interoperability Testing»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Stéphane Maag, Maître de Conférences dans le département LOR

Quand ?

Mercredi 18 Mai 2011 à 17h00

Où ?

A l'Université Paris Sud XI - Bat. 490, salle 79, Rue du Doyen Joseph Pérés, 91405 Orsay.

Jury

• Mr Richard Castanet, Professeur au LaBRI, Université de Bordeaux I, rapporteur
• Mr Teruo Higashino, Professeur à l'Université d'Osaka, rapporteur
• Mr Patrick Senac, Professeur à l'ISAE, CNRS LAAS, rapporteur
• Mr Khaldoun Alagha, Professeur au LRI, Université Paris Sud XI, examinateur
• Mme Ana Cavalli, Professeur à Télécom SudParis, examinateur
• Mr Philippe Dague, Professeur au LRI, Université Paris Sud XI, examinateur
• Mr Manuel Nunez, Professeur Université Complutense de Madrid, examinateur

Résumé

"Le Test est le processus vérifiant qu'un système possède un ensemble de propriétés comportementales désirées. Le test est devenu une partie intégrante de l'innovation, de production et exploitation des systèmes afin de réduire les risques d'échecs et de garantir la qualité et la fiabilité du logiciel ou du protocole utilisé. Grâce aux efforts fournis par les instituts de normalisation pour standardiser les activités de test, nous avons aujourd'hui conscience de son importance et l'impact dans le déploiement et l'utilisation future des logiciels et des systèmes.

Aujourd'hui, il y a différentes activités test (tels que les tests unitaires, tests de régression, etc) pour différents types de composants ou de systèmes dédiés à l'évaluation, par exemple, leur fiabilité, leur performance, la robustesse à travers les processus de validation ou de vérification.

Par ailleurs, il y a (i) un besoin croissant d'automatisation des tests dans tous les domaines d'application, (ii) que cette activité devrait être pris en considération dans toutes les phases du cycle de vie du système, et (iii) que l'interopérabilité et la standardisation en dépendent.

Différentes techniques de test peuvent être effectuées. Il y a généralement deux façons d'aborder les activités de test: en boîte blanche et en boite noire. Ces techniques dépendent du niveau d'accessibilité que nous pouvons avoir sur les implémentations. Alors que nous supposons que le code source et les détails du système sont disponibles pour les techniques en boîte blanche, il n'est pas disponible en boîte noire. Lors du test d'un système en contexte boîte noire, un modèle formel ou même semi-formelle de ce système est particulièrement pratique pour obtenir des suites de tests vérifiant une propriété spécifique du système. Les mécanismes automatiques et semi-automatiques de dérivation de suites de test sont donc détaillés. Nous fournissons des évaluations intéressantes des techniques empiriques existantes ainsi que l'application des plus récentes. Leurs avantages et inconvénients sont étudiés.

Les techniques de model-based testing, leurs études et applications à la conformité et l'interopérabilité des systèmes de communication sont illustrées. Les différentes phases et challenges dans la modélisation des protocoles et applications sont discutés, et la dérivation de suites de test ainsi que leur application pour fournir des verdicts utilisables à la détection d'erreurs sont analysées."

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«Agrégation de trafic et de systèmes markoviens pour garantir la QoS des réseaux complexes»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Hind Castel, Maître de Conférences dans le département RST

Quand ?

Jeudi 12 Mai 2011 à 14h00

Où ?

A l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie, Campus Jussieu, 4 place Jussieu Paris 5ème, Maison de la Pédagogie, 1er étage, salle 25-26 101

Jury

• Mr Serge Haddad, Professeur au LSV, ENS Cachan, rapporteur
• Mr Tadeusz Czachorski, Directeur de recherche à l'académie des sciences de Pologne, rapporteur
• Mr Gérardo Rubino, Directeur de Recherche à l'INRIA/IRISA Rennes, rapporteur
• Mr Serge Fdida, Professeur au LIP6 à Paris 6, examinateur
• Mr Jean-Michel Fournau, Professeur au PRiSM à l'université de Versailles Saint Quentin, examinateur
• Mr Dominique Chiaroni, Ingénieur recherche à Alcatel Lucent Labs, examinateur
• Mme Nihal Pekergin, Professeur à Paris 12, examinateur

Résumé

"Aujourd'hui, les réseaux sont de plus en plus complexes en termes de nombres de noeuds, de diversité de flux (débits, tailles de paquets, variabilité du trafic), ou encore de types de protocoles. La garantie de la QoS (Quality of Service) demeure un problème important et difficile à résoudre.

Deux aspects importants ayant un impact sur la QoS ont été étudiés : la gestion du trafic, et les méthodes d'évaluation des performances basées sur les bornes stochastiques afin de dimensionner le réseau. L'agrégation est un mécanisme très intuitif et très présent dans les réseaux de communication.
Il a été étudié dans ce travail dans des domaines assez différents : celui du trafic, et celui des modèles d'analyse quantitative basés sur les chaînes de Markov. Dans les deux cas, l'idée est similaire : on cherche à regrouper des entités (paquets ou états) c'est-à-dire à agréger un ensemble de paquets ou d'états d'une chaîne de Markov. Ainsi, on obtient des macro-entités (macro-paquets ou macro-états) afin d'obtenir un système agrégé ou simplifié.

Différents algorithmes d'agrégation de trafic prenant en compte la QoS des flux IP sont proposés afin de définir des paquets optiques agrégés. L'idée est d'améliorer l'utilisation de la bande passante de la fibre optique, et donc les performances du réseau.

Au niveau des méthodes d'analyse des performances, un algorithme d'agrégation de chaines de Markov multidimensionnelles est proposé. L'intérêt de cette étude est de construire une chaîne de Markov de taille réduite à partir de laquelle on pourra calculer des mesures de performance bornantes. L'algorithme d'agrégation permet de proposer un compromis entre qualité de la borne et complexité de calculs, pour l'encadrement des mesures de performance. De plus, aussi bien des mesures bornantes stationnaires que transitoires peuvent être déduites.

Il est clair que l'agrégation de trafic et l'agrégation des systèmes markoviens sont des techniques différentes. Toutefois, elles contribuent toutes les deux d'une manière efficace à la garantie de la QoS dans les réseaux de communication."

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«Intergiciels pour la sensibilité au contexte en environnement ubiquitaire»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Chantal Taconet, Maître de Conférences dans le département INF

Quand ?

Jeudi 10 Février 2011 à 13h30

Où ?

A Télécom SudParis, 9 Rue Charles Fourier, 91000 Evry - salle C06

Jury

• Yolande Berbers, Professeur à l'université catholique de Louvain, rapporteur
• Michel Riveill, Professeur à l'École Polytechnique de l'Université de Nice, rapporteur
• Lionel Seinturier, Professeur à l'université de Lille, rapporteur
• Philippe Lalanda, Professeur à l'université de Grenoble, examinateur
• Isabelle Demeure, Professeur à Télécom ParisTech, examinateur
• Guy Bernard, Professeur à Télécom SudParis, examinateur

Résumé

"En informatique ubiquitaire, les interactions des applications avec le monde extérieur changent de nature : aux interactions classiques (principalement des interactions avec les utilisateurs) s'ajoutent des interactions avec l'environnement extérieur. L'application doit alors se doter d'une capacité d'observation de son environnement. Le spectre des éléments potentiellement observables est large : de l'application elle-même, au dispositif mobile d'exécution, aux capteurs ambiants, aux objets communicants accessibles à grande échelle avec l'Internet des objets. L'application doit également avoir la capacité de réagir et de se reconfigurer en fonction des situations. Pour généraliser et faciliter la création de systèmes ubiquitaires en environnement réparti, il est nécessaire de fournir de nouveaux outils de conception ainsi que de nouveaux intergiciels. Ceci est d'autant plus important que la palette des applications ambiantes et ubiquitaires croît tant dans les domaines de la santé, de la domotique, du transport, que des réseaux sociaux.

Ce manuscrit présente les travaux que j'ai réalisés au cours des dix dernières années dans le domaine de l'intergiciel pour les applications réparties en environnement ubiquitaire. J'ai eu pour objectif de travailler sur la préoccupation de sensibilité au contexte et sa prise en charge par les intergiciels. La ligne conductrice de ces travaux a été de réunir les travaux IDM (ingénierie dirigée par les modèles) et intergiciels pour faciliter la prise en compte de la sensibilité au contexte des applications depuis leur conception jusqu'à leur exécution. Mes contributions portent sur le processus de conception d'applications ubiquitaires, sur les méta-modèles spécifiques pour la conception de modèles d'applications ubiquitaires et sur les intergiciels pour l'ubiquitaire. Les intergiciels s'appuient sur des modèles de sensibilité au contexte tant pendant la phase de déploiement que pendant la phase d'exécution de l'application. Les modèles de conception sont utilisés non seulement pour la production de code mais aussi à l'exécution. Ainsi, l'intergiciel peut par réflexivité connaître et gérer l'influence de l'environnement sur l'application. La présence des modèles à l'exécution permet de plus la reconfiguration de la sensibilité au contexte des applications pendant leur exécution.

Ces diverses contributions ont montré l'apport de l'IDM pour la conception et l'exécution d'applications ubiquitaires. Pour la suite, il me semble important d'étendre ces travaux sur un environnement grande échelle notamment pour définir une sensibilité au contexte prenant en compte des observations en provenance de l'Internet des objets, pour réaliser des adaptations réparties d'applications réparties et pour assurer le passage à l'échelle des mécanismes pour un nombre important d'utilisateurs. L'introduction de mécanismes de vérification des délais d'identification de situations et de mise en œuvre des adaptations me semble également tout à fait incontournable pour fournir des intergiciels pour l'ubiquitaire qui assurent des délais d'adaptation acceptables."

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«On the IP model defying wireless, mobility, heterogeneity and ubiquity»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Hakima Chaouchi, Maître de Conférences dans le département LOR

Quand ?

Lundi 13 Décembre 2010 à 11h00

Où ?

A la Faculté des Sciences d'Orsay, Université Paris Sud XI - 490 Rue du Doyen Joseph Pérés, 91405 Orsay - salle 101

Jury

• Georg Carle, Professeur, Université Munich TUM, Allemagne - Rapporteur
• Christian Bonnet, Professeur, Eurecom Sophia Antipolis, France - Rapporteur
• Jozef Wozniak, Université de Gdansk, Pologne - Rapporteur
• Vania Conan, Directeur de recherche, Thales Group, France - Examinateur
• Hikmet Sari, Professeur SUPELEC Gif-sur-Yvette, France - Examinateur
• Khaldoun Al Agha, Professeur, Université Paris XI, France - Examinateur

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«Mesures de qualité et fusion d'informations pour la vérification biométrique d'identité»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Sonia GARCIA, Maître de Conférences dans le département EPH

Quand ?

Vendredi 3 Décembre 2010 à 14h00

Où ?

A l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie, Campus Jussieu, 4 place Jussieu Paris 5ème, Tour 55-65, 2ème étage, salle 211

Jury

• M. Kevin BOWYER (University of Notre-Dame, USA), rapporteur
• M. Robert SABOURIN (Ecole de Technologie Supérieure de Montréal, Canada), rapporteur
• Mme Nicole VINCENT (Université Paris V, France), rapporteur
• Mme Bernadette DORIZZI (Telecom SudParis, France), examinateur
• M. Maurice MILGRAM (Université Paris VI, France), examinateur
• M. Javier ORTEGA-GARCIA (Universidad Autonoma de Madrid, Espagne), examinateur

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«Méthodes et systèmes de représentation visuelle»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Titus Zaharia, Maître de Conférences dans le département ARTEMIS

Quand ?

Lundi 22 Novembre 2010 à 9h30

Où ?

A l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie, Campus Jussieu, 4 place Jussieu Paris 5ème, Bâtiment 41, 2ème étage, salle 203-205

Jury

• M. Patrick GALLINARI Professeur, UPMC, Président du Jury
• M. Claude LABIT Directeur de Recherche INRIA, Rapporteur
• M. Rémy PROST Professeur, INSA Lyon, Rapporteur
• M. Jean-Marie BECKER Professeur, CPE Lyon, Rapporteur
• Mme Françoise PRETEUX Professeur, Mines Paristech, Examinateur
• M. François GASPARD Docteur, CEA-LIST, Examinateur
• M. Gérard MOZELLE Docteur, Thomson Broadcast, Examinateur

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«Vers des systèmes d'informations adaptatifs, sémantiques et pervasifs : application aux EIAH»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Amel Bouzeghoub, Maître de Conférences dans le département INF

Quand ?

Lundi 7 Juin 2010 à 14h00

Où ?

A l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie, Campus Jussieu, 4 place Jussieu Paris 5ème, salle 202

Jury

• Mme Florence Sèdes, Professeur, Université Paul Sabatier, Toulouse - Rapporteur
• Mme Agathe Merceron , Professeur, Beuth University of Applied Sciences, Berlin - Rapporteur
• M. Jérôme Gensel, Professeur Université Pierre Mendès France, Grenoble - Rapporteur
• Mme Anne Doucet, Professeur, Université Pierre & Marie Curie - Examinateur
• M. Serge Garlatti, Professeur, Télécom Bretagne - Examinateur
• M. Bruno Defude, Professeur, Télécom SudParis - Examinateur

Résumé

Les systèmes d'information adaptatifs, sémantiques et pervasifs sont conçus pour être accessibles sur Internet, possèdent une architecture distribuée, accèdent à une masse de ressources hétérogènes qu'il s'agit de réutiliser, de partager, assurent une adaptation/personnalisation en fonction des besoins des utilisateurs et de leur contexte et permettent la coopération homme/machine et/ou entre individus appartenant à une même communauté de pratique à travers le web.

Ces systèmes sont basés sur une boucle perception de l'environnement, découverte/sélection, décision, adaptation, déploiement. Cette problématique recouvre un large spectre d'applications. Les EIAH constituent un domaine d'application privilégié qui illustre une grande partie de cette problématique. En effet, les EIAH sont des environnements informatique conçus pour favoriser l'apprentissage humain, c'est-à-dire la construction ou le développement de connaissances chez un apprenant.

Nous présentons ici nos principaux résultats qui s'articulent autour de trois axes :

1. La composition adaptative de ressources;
2. L'adaptation au contexte et son application à l'apprentissage pervasif;
3. L'intégration sémantique de ressources hétérogènes.

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«Sources naturelles d'information : de la modélisation mathématique aux applications multimédias»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Mihai Mitrea, Maître de Conférences dans le département ARTEMIS

Quand ?

Mercredi 2 Juin 2010

Où ?

A l'Université Paris VI - Pierre et Marie Curie, Campus Jussieu, 4 place Jussieu Paris 5ème, salle 211 (55-65)

Jury

• Pr. Fréderic TRUCHETET, Université de Bourgogne, rapporteur
• Pr. Touradj EBRAHIMI, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, rapporteur
• Pr. Michel JOURLIN, Université de Saint Etienne, rapporteur
• Pr. Patrick GALLINARI, Université Paris VI, membre du jury
• Pr. Françoise PRETEUX, MINES ParisTech, membre du jury
• M. Philippe MELLE, SFR, membre du jury

Résumé

"Ce mémoire synthétise les contributions scientifiques et technologiques que j'ai initiées, développées et promues depuis ces dix dernières années pour répondre aux enjeux de la société de la communication et de la connaissance numérique, en termes de modélisation des sources naturelles d'information, de méthodes d'enrichissement des flux multimédias et de processus d'échange et d'interaction.

Analyser mathématiquement les sources naturelles d'information que sont le langage, la vidéo ou l'audio et leurs perturbations numériques et de transmission nécessite de définir des modèles statistiques précis, i.e. au sens de l'estimation statistique avec contrôle des erreurs et étude de la stationnarité et de l'ergodicité. Or, quelle que soit l'application ciblée - compression, indexation, tatouage, animation - l'état de l'art des méthodes et approches proposées pose comme hypothèse préalable la stationnarité de la source d'information. L'absence de toute étude mathématique de la validité de cette pré-supposition tient d'une part à la complexité même du concept de stationnarité et d'ergodicité et d'autre part à son inadaptation intrinsèque au contexte de la discrétisation numérique.

C'est précisément ce premier verrou que nos recherches ont tenté de lever. L'approche théorique proposée associe les procédures classiques d'estimation d'une loi de probabilité (discrète ou continue) à un nouveau type de test statistique : le test d'appartenance de la probabilité à un intervalle. D'un point de vue algorithmique, la preuve de la stationnarité pour la source d'information considérée se présente sous la forme d'un modèle de référence.

Ainsi pour le langage naturel, les modèles sont caractérisés au travers d'intervalles de confiance statistique à 95% pour les probabilités des entités linguistiques (lettre/digrammes/trigrammes/tétragrammes/mots). La précision du modèle est définie via les erreurs relatives sur l'estimation de la probabilité. La preuve de la stationnarité/ergodicité résulte des valeurs du seuil de pertinence des données dans les tests statistiques (5%) et de la valeur pour la probabilité du deuxième type d'erreur (inférieure à 15%), sachant que les procédures d'estimation portent sur plusieurs jeux de données échantillonnées de la source initiale.

Concernant la vidéo naturelle et plus généralement les perturbations d'un contenu multimédia, la modélisation est effectuée dans le domaine de la transformée en cosinus discrète ou de la transformée en ondelettes. Les modèles sont exprimés sous forme de mélanges de lois gaussiennes dont les paramètres sont estimés selon une approche par maximum de vraisemblance. La précision de l'estimation est donnée par les erreurs quadratiques moyennes (inférieures à 5%). La propriété de stationnarité/ergodicité est établie comme suit : (1) les erreurs quadratiques moyennes entre des modèles calculés sur différentes corpus sont inférieures à 15%, (2) les mesures de similarité fondées sur la théorie de l'information sont nulles et (3) la validation a posteriori du critère de maximum de vraisemblance, est acquise avec des limites de confiance statistiques à 95%. Ces modèles et outils statistiques ont été par ailleurs mis en œuvre avec succès pour analyser des données médicales.

Le second enjeu sur lequel nos recherches ont porté renvoi au paradigme de contenu enrichi, i.e. à tout type d' association entre données initiales (vidéo, audio, graphique 3D, ...) et métadonnées. Ce concept ouvre la voie aux nouveaux services enrichis et interactifs. Toutefois, son déploiement professionnel se heurte à de nombreuses contraintes en termes d'adaptation, d'interopérabilité et de compatibilité inverse. Nos contributions ont consisté à lever ces limitations. Nous avons ainsi défini et développé le nouveau cadre théorique du in band enrichment. Son principe emprunte à la philosophie du tatouage qui stipule que l'information additionnelle doit être introduite dans le contenu même à enrichir. De facto, ce fondement résout intrinsèquement les trois contraintes précitées. Mais l'iintérêt mathématique de ce cadre conceptuel est de permettre d'évaluer certaines limites théoriques, comme la capacité du canal qui conditionne la quantité maximale d'information susceptible d'être ajoutée. Pour y parvenir, nous avons revu et étendu certains outils classiques de la théorie d'information. Partant du calcul de la capacité d'un canal de bruit ergodique, sans mémoire, nous avons mis au point une méthode d'approximation de la capacité d'un canal avec information de bord, pour des sources de bruit non binaires et a priori non ergodiques.

En outre, en combinant les résultats théoriques obtenus pour l'analyse des sources naturelles d'information avec ceux de l'in band enrichment, nous avons développé une procédure transparente et robuste de tatouage des contenus numériques. Nos contributions significatives portent sur : (1) le cadre méthodologique de tatouage qui est à notre connaissance est le premier à être indépendant des spécificités des données à protéger (vidéo non compressée/audio/3D) et (2) la mise en place de la première méthode de tatouage robuste au transcodage et aux attaques géométriques pour le flux MPEG 4 AVC (H.264).

Enfin, en observant le déséquilibre entre la grande variété de terminaux légers mis à la disposition quotidienne du grand public et la relative pauvreté des expériences d'échange et d'interaction garantissant continuité de service et de qualité entre situation de mobilité qu'ils offrent, nous avons proposé et développé une nouvelle architecture de type reconfigurable et adaptable à la volée. Elle s'appuie sur des technologies d'agrégation de contenus multimédias hétérogènes (vidéo, graphics, texte, 3D) dans des scènes dynamiques. En particulier, le prototype réalisé démontre pour la première fois, la fonctionnalité de streaming (transmission à la volée) vers des terminaux légers nomades avec continuité de l'interaction utilisateur, tout en assurant une qualité d'expérience pré-imposée. Notre contribution a aussi porté sur une étude d'évaluation objective des technologies normatives MPEG 4 BiFS et LASeR. Ces résultats établissent non seulement la preuve du concept d'interopérabilité pour les technologies MPEG émergentes, mais servent aussi de référence pour le déploiement de la norme."

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«Indoor Positioning Using GNSS Based Transmitters»

Qui ?

L'Habilitation à Diriger des Recherches a été soutenue par Nel Samama, Maître de Conférences dans le département EPH

Quand ?

Lundi 22 Mars 2010

Où ?

A Télécom ParisTech - 46, rue Barrault - 75013 Paris

Jury

• M. Michel Kasser, Professeur, ENSG - Rapporteur
• M. Bertrand Merminod, Professeur, EPFL - Rapporteur
• M. François Peyret, Directeur de recherche, Centre de Nantes du LCPC - Rapporteur
• M. Aziz Benlarbi-Delaï, Professeur, UPMC - Membre du jury
• M. Arnaud de la Fortelle, Directeur du CAOR, Mines ParisTech - Membre du jury
• M. Roger Pagny, CGDD/SDI, Chef de la mission applications satellitaires - Membre du jury

Résumé des travaux

Ambitions et Objectifs

Les systèmes actuels de localisation se heurtent à la difficulté de réaliser la fonction de positionnement dans des environnements divers avec une qualité constante: ceci limite le développement des services géolocalisés. Le positionnement en intérieur en est le cas le plus représentatif. La diversité des solutions proposées et leur maturité montrent que la voie n'est pas encore tracée. De plus, les orientations choisies par les grands industriels du domaine montrent des limitations qui relancent l'intérêt pour une recherche innovante. Cependant, les choix vont s'opérer d'ici quelques années pour coïncider avec les échéances du programme GALILEO.

L'avantage de l'utilisation d'un récepteur de navigation par satellites pour réaliser la fonction de localisation en zone de non-couverture des signaux GNSS réside dans le fait qu'il est alors possible de parler de système de positionnement « universel », fonctionnant dans tous les environnements et n'utilisant qu'un seul moyen technique. Une infrastructure locale, dans l'état actuel des systèmes, semble être indispensable afin de fournir une vraie couverture élargie: les deux types d'infrastructure que nous avons étudiées sont les répéteurs et les pseudolites. Les approches à base de répéteurs sont tout à fait originales dans l'ensemble des travaux de la communauté internationale.

Les approches à base de répéteurs GPS (ou Galileo) sont une alternative aux systèmes de type Assisted-GPS ou GPS haute sensibilité. Les derniers travaux sur les répéteurs ont permis les avancées significatives suivantes :

• Développement de l'architecture d'un système de positionnement indoor utilisant les signaux GNSS ;
• Approches théoriques nouvelles de traitements des signaux du récepteur afin d'améliorer la mesure des pseudo-distances (travaux sur le bruit et sur les trajets multiples) ;
• Mise en œuvre de démonstrations expérimentales de fonctionnement et de validation des performances (en particulier avec l'aide du CNES et de matériels spécifiques) ;
• Réalisation d'un démonstrateur mobile.

L'objectif global des travaux est de permettre une optimisation de la détection des sauts de phase du code dans le fonctionnement de la solution de positionnement. Les trois directions suivies sont respectivement l'analyse du comportement des récepteurs, la simulation/modélisation du comportement des boucles de réception et l'analyse des trajets multiples.

Principaux résultats

• Trajets Multiples et propagation: modélisation électromagnétique de divers environnements intérieurs; simulation de la propagation dans ces environnements afin d'évaluer l'importance des trajets multiples; évaluation de règles de déploiement des antennes des répéteurs afin de réduire les trajets multiples; effet de "petits" déplacements (ordre de grandeur de la longueur d'onde du signal GPS L1) autour d'une position donnée des répéteurs et du récepteur afin de déterminer la sensibilité des trajets multiples à ces déplacements; simulation conjointe entre l'outil "propagation" et l'outil de simulation "récepteur" et la prédiction des améliorations potentielles permises par les nouvelles approches proposées.
• Simulation d'un récepteur GPS: après avoir conçu un récepteur sous MatLab/Simulink, nous avons entrepris de proposer de nouvelles architectures des boucles de poursuite afin d'optimiser la détection et la précision de la mesure des sauts de la phase du code qui se produisent lors de la transition d'un répéteur vers le suivant. Les trois architectures simulées sont: la boucle ouverte, la boucle insensible aux trajets multiples courts SMICL, la boucle insensible aux trajets multiples quelconques MIDDL. Deux publications acceptées en revue IEEE et trois dépôts de brevet ont résulté de ces travaux (thèse de Nabil Jardak).
• Implémentation des boucles et calculs divers sur le récepteur: Les travaux cités ci-dessus ont naturellement donnés lieu à des implémentations pratiques sur un récepteur logiciel NordNav R30.
• Déploiements réels: Plusieurs expérimentations ont été réalisées dans les locaux de Télécom SudParis ainsi qu'au CNES à Toulouse.
• Travaux sur les "Répélites": la principale limitation des répéteurs afin d'améliorer la précision de positionnement est l'impossibilité de faire des mesures de la phase de la porteuse, cette dernière étant "perdue" lors de la transition d'un répéteur vers le suivant. L'idée d'une émission continue est ainsi naturelle. Nous travaillons sur une émission simultanée décalée temporellement afin de permettre, tout en gardant les avantages des répéteurs, de permettre une mesure de phase, comme pour les pseudolites. Ces travaux, objet de la thèse d'Alexandre Vervisch-Picois, ont conduit à un article dans une revue IEEE de traitement du signal. Un brevet est également en cours de dépôt sur une technique de réduction de l'effet d'éblouissement dans un système utilisant des pseudolites.

Partenariats

• Liens forts avec d'autres organismes de recherche (CNES, EPFL, ENST, Fraunhofer, ...) et des industriels dans le domaine de la localisation (Thales Alenia Space, Septentrio, M3Systems, uBlox, ...).
• Echanges en cours avec des universités internationales: PLAN group de l'Université de Calgary, Canada et avec le SNAP group de l'Université de New South Wales, Australie.