Créé au L.V.S.N. (Laboratoire de Vision et de Systèmes Numériques) de l'Université Laval, ce mémoire de maîtrise a pour but l'ajout d'un module d'évaluation de la qualité vidéo à un encodeur vidéo afin de contrôler la qualité d'une séquence vidéo produite par cet encodeur. Le système développé est supporté dans un environnement Microsoft Windows 2000 et est transférable directement vers le système d'exploitation Windows XP. Il utilise les composantes contenues dans l'environnement MFC (Microsoft Fondation Class) comme interface utilisateur et utilise quelques programmes utilisant la console. Il possède divers modules réalisant les tâches d'encodage vidéo, de décodage vidéo ainsi qu'un dernier module servant à l'évaluation de la qualité vidéo à proprement parler. Le logiciel peut être adapté pour d'autres systèmes d'exploitation, mais son interface doit être refaite pour tenir compte des nécessités graphiques du nouveau système d'exploitation. Le projet est soumis avec le plus grand respect pour les détenteurs des marques de commerce déposées Microsoft Corporation (MS), MFC, MS Windows, MS Studio .NET et Star Wars ainsi que tous les personnages de la série.

[EN] Whenever an emergency occurs, personnel involved in its resolution make every possible effort to minimize casualties and keep citizens safe. Performing continuous and regular training exercises helps improve planning, actuation protocols and the harmonization of procedures between various agencies. The application of information and communication technologies (ICT) in emergency management is a relevant research field. Particularly, the development of command and control systems (C2IS) to manage crisis resolution and the use of virtual worlds to develop training exercises are challenging and evolving areas. However, the insertion of a C2IS within a networked training system based on virtual worlds and using commercial off-the-shelf equipment has not been sufficiently exploited. In this context, the development of a hybrid system connecting real computers and sensors with virtual computers is a key strategy. In particular, the deployment of a middleware to interconnect heterogeneous applications using standardized data formats. This thesis contributes to facilitate performing training exercises in emergency management that in real life are complicated, inflexible and very expensive. An architecture to connect a command and control system operating in the real world with one or several virtual worlds through an interconnection gateway that implements MPEG-V based data formats and by using web services via TCP/IP as a communication platform is proposed, deployed and validated. / [ES] Cuando ocurre una emergencia, el personal involucrado en su resolución hace todo lo posible por reducir al mínimo las fatalidades y mantener seguros a los ciudadanos. La realización de ejercicios de entrenamiento de forma continua y regular ayuda a mejorar la planificación, los protocolos de actuación, y a armonizar los procedimientos entre diferentes agencias. La aplicación de las tecnologías de información y comunicaciones (TIC) en la gestión de grandes emergencias es un campo de investigación muy relevante. En particular, el desarrollo de sistemas de mando y control (C2IS) para gestionar la resolución de una crisis y el uso de mundos virtuales para la implementación de ejercicios de entrenamiento de personal son áreas en continuo desarrollo. Sin embargo, la integración de un C2IS dentro de un sistema de simulación en red para entrenamiento basado en mundos virtuales y usando equipos comerciales (COTS) no ha sido explotada suficientemente. Dentro de este contexto, desarrollar un sistema híbrido conectando entidades y sensores reales con entidades virtuales presenta una estrategia clave. En particular, la implementación de un software intermedio (middleware) para interconectar aplicaciones heterogéneas usando formatos de datos estandarizados. Esta tesis contribuye a facilitar la realización de ejercicios de entrenamiento en gestión de emergencias que en la vida real son complicados, poco flexibles y muy costosos. Se propone, implementa y valida una arquitectura para conectar un sistema de mando y control operando en el mundo real con uno o varios mundos virtuales, a través de una pasarela de interconexión que implementa un modelo de datos basado en MPEG-V y utiliza servicios web vía TCP/IP para la comunicación entre nodos. / [CA] Quan ocorre una emergència, el personal involucrat en la resolució fa tots els possibles per reduir al mínim les fatalitats i mantenir segurs els ciutadans. La realització d'exercicis d'entrenament de forma contínua i regular ajuda a millorar la planificació, els protocols d'actuació, i a harmonitzar els procediments entre diferents agències. L'aplicació de les tecnologies d'informació i comunicacions (TIC) en la gestió de grans emergències és un camp de recerca molt rellevant. En particular, el desenvolupament de sistemes de comandament i control (C2IS) per gestionar la resolució d'una crisi i l'ús de mons virtuals per a la implementació d'exercicis d'entrenament de personal són àrees en continu desenvolupament. No obstant això, la integració d'un C2IS dins d'un sistema de simulació en xarxa per a entrenament basat en mons virtuals i usant equips comercials (COTS) encara no ha sigut prou explotada. Dins d'aquest context, desenvolupar un sistema híbrid connectant ordinadors i sensors reals amb entitats virtuals suposa una estratègia clau. En particular, la implementació d'un programari intermediari (middleware) per interconnectar aplicacions heterogènies usant formats de dades estandarditzats. Aquesta tesi contribueix a facilitar la realització d'exercicis d'entrenament en gestió d'emergències que en la vida real són complicats, poc flexibles i molt costosos. Es proposa, implementa i valida una arquitectura per a connectar un sistema de comandament i control que opera en el món real amb un o diversos mons virtuals, a través d'una passarel·la d'interconnexió que implementa un model de dades basat en MPEG-V i utilitza serveis web via TCP/IP per a la comunicació entre nodes. / Ardila Sierra, LI. (2016). Arquitectura de interconexión entre sistemas C4ISR y mundos virtuales aplicando el estándar MPEG-V [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61482

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Dans cette thèse, nous proposons un framework d’adaptation appelé "Personalized vIdeo Adaptation Framework" (PIAF) conçu à partir des standards MPEG. PIAF intègre les contraintes sémantiques et vise à maximiser la qualité perçue par l’utilisateur lors de la visualisation de la vidéo tout en respectant les droits de propriété intellectuelle. Les contributions de cette thèse peuvent être résumées comme suit. Dans un premier temps, nous avons utilisé et étendu les standards MPEG-7 et MPEG-21 afin de représenter les préférences des utilisateurs. Nous avons ensuite proposé un modèle formel du processus d’adaptation sémantique d’une vidéo et défini une fonction d’utilité régissant le mécanisme de prise de décision du MPDA. Cette fonction tient compte de différentes dimensions de qualité (qualité perceptuelle, sémantique, temps d’exécution nécessaire) afin d’évaluer quantitativement la qualité d’un plan d’adaptation. Le processus d’adaptation que nous proposons intègre les droits de propriété intellectuelle dans le processus de décision. Dans certains cas, le plan d’adaptation qui produirait la vidéo de meilleure qualité adaptée aux préférences de l’utilisateur peut être inapplicable car il ne respecte pas les contraintes du propriétaire. Trouver le meilleur plan d’adaptation devient alors un problème NP-complet. Nous avons proposé une solution pratique à ce problème sous la forme d’une heuristique capable de sélectionner un plan très proche de l’optimum en un temps de calcul raisonnable. Afin d’implémenter ce framework, nous avons également développé un outil d’annotation sémantique de contenu vidéo (SVCAT) qui produit des annotations sémantiques structurelles et de haut niveau selon un modèle objet basé sur du contenu vidéo. Nous avons validé nos travaux avec des évaluations qualitatives et quantitatives qui nous ont permis d’étudier la performance et l'efficacité du MPDA. Nous avons validé nos travaux avec des évaluations qualitatives et quantitatives qui nous ont permis d’étudier la performance et l'efficacité du MPDA. Les résultats obtenus démontrent que la fonction d’utilité proposée présente une forte corrélation avec les évaluations subjectives fournies par des utilisateurs concernant la qualité d’une vidéo adaptée, et constitue donc une base tout à fait pertinente pour le MPDA. / Universal Multimedia Experience (UME) is the notion that a user should receive informative adapted content anytime and anywhere. Personalization of videos, which adapts their content according to user preferences, is a vital aspect of achieving the UME vision. User preferences can be translated into several types of constraints that must be considered by the adaptation process, including semantic constraints directly related to the content of the video. The overall goal of this adaptation process is to provide users with adapted content that maximizes their Quality of Experience (QoE). This QoE depends at the same time on the level of the user's satisfaction in perceiving the adapted content, the amount of knowledge assimilated by them, and the adaptation execution time. In video adaptation frameworks, the Adaptation Decision Taking Engine (ADTE), is responsible for achieving this goal. The task of the ADTE is challenging as many adaptation operations can satisfy the same semantic constraint, and thus arising in several feasible adaptation plans. Indeed, for each entity to be adapted, the ADTE must decide on the adequate adaptation operator that satisfies the user's preferences while maximizing his/her quality of experience. The first challenge to achieve in this is to objectively measure the quality of the adapted video, while considering the multiple aspects of the QoE. The second challenge is to assess beforehand this quality in order to choose the most appropriate adaptation plan among all possible ones. The third challenge is to resolve conflicting or overlapping semantic constraints, in particular conflicts arising from constraints expressed by owner's intellectual property rights (IPR) about the modification of the content. In this thesis, we tackled the aforementioned challenges by proposing a Utility Function (UF), which integrates semantic concerns with user's perceptual considerations. This UF models the relationships among adaptation operations, user preferences, and the quality of the video content. We integrated this UF into an ADTE. This ADTE performs a multi-level piecewise reasoning to choose the adaptation plan that maximizes the user-perceived quality. Furthermore, we included IPR in the adaptation process. Thereby, we modeled content owner constraints, and proposed a heuristic to resolve conflicting user and owner constraints. More, we developed SVCAT, which produces structural and high-level semantic annotation according to an original object-based video content model. We modeled as well the user's preferences proposing extensions to MPEG-7 and MPEG-21. All the developed contributions were carried out as part of a coherent framework called PIAF. We validated this research with qualitative and quantitative evaluations, which assess the performance and the efficiency of the proposed adaptation decision-taking engine within PIAF.

[pt] Esta tese apresenta um sistema para geração de expressões faciais dinâmicas sincronizadas com a fala em uma face realista tridimensional. Entende-se por expressões faciais dinâmicas aquelas que variam ao longo do tempo e que semanticamente estão relacionadas às emoções, à fala e a fenômenos afetivos que podem modificar o comportamento de uma face em uma animação. A tese define um modelo de emoção para personagens virtuais falantes, de- nominado VeeM (Virtual emotion-to-expression Model ), proposto a partir de uma releitura e uma reestruturação do modelo do círculo emocional de Plutchik. O VeeM introduz o conceito de um hipercubo emocional no espaço canônico do R4 para combinar emoções básicas, dando origem a emoções derivadas. Para validação do VeeM é desenvolvida uma ferramenta de autoria e apresentação de animações faciais denominada DynaFeX (Dynamic Facial eXpression), onde um processamento de fala é realizado para permitir o sincronismo entre fonemas e visemas. A ferramenta permite a definição e o refinamento de emoções para cada quadro ou grupo de quadros de uma animação facial. O subsistema de autoria permite também, alternativamente, uma manipulação em alto-nível, através de scripts de animação. O subsistema de apresentação controla de modo sincronizado a fala da personagem e os aspectos emocionais editados. A DynaFeX faz uso de uma malha poligonal tridimensional baseada no padrão MPEG-4 de animação facial, favorecendo a interoperabilidade da ferramenta com outros sistemas de animação facial. / [en] This thesis presents a system for generating dynamic facial expressions synchronized with speech, rendered using a tridimensional realistic face. Dynamic facial expressions are those temporal-based facial expressions semanti- cally related with emotions, speech and affective inputs that can modify a facial animation behavior. The thesis defines an emotion model for speech virtual actors, named VeeM (Virtual emotion-to-expression Model ), which is based on a revision of the emotional wheel of Plutchik model. The VeeM introduces the emotional hypercube concept in the R4 canonical space to combine pure emotions and create new derived emotions. In order to validate VeeM, it has been developed an authoring and player facial animation tool, named DynaFeX (Dynamic Facial eXpression), where a speech processing is realized to allow the phoneme and viseme synchronization. The tool allows either the definition and refinement of emotions for each frame, or group of frames, as the facial animation edition using a high-level approach based on animation scripts. The tool player controls the animation presentation synchronizing the speech and emotional features with the virtual character performance. DynaFeX is built over a tridimensional polygonal mesh, compliant with MPEG-4 facial animation standard, what favors tool interoperability with other facial animation systems.

Enzimas, biofármacos e produtos de origem biológica de modo geral sempre foram obstáculos para o uso terapêutico. Isto em função dos riscos de reação adversa que poderiam ocasionar bem como a indução de uma resposta imunológica desejável ou não. A utilização do monometoxipolietileno glicol (mPEG) conjugado a proteínas e enzimas trouxe novas perspectivas de utilização de substâncias naturais como substâncias farmacológicas ativas, pois o fato de estarem conjugadas a um polímero inerte atribui uma nova estrutura físico-química a essas substâncias, diminuindo consideravelmente os riscos de anafilaxia e a biodegradação por formação de complexos antígeno-anticorpo. Os estudos das variáveis inseridas no fenômeno de formação da estrutura mPEG e proteína, como também os novos sistemas de fornecimento de fármaco-químicos, trouxeram subsídios para o desenvolvimento deste trabalho no que se refere ao fornecimento de antígeno para o sistema imunológico. Este trabalho demonstrou que o mPEG pode ser utilizado como adjuvante e ao mesmo tempo como indutor de mecanismos de tolerância imunológica. Esta modulação ocorre em função da concentração de mPEG conjugado a molécula protéica, de modo que baixas concentrações de aminas conjugadas levam a um mecanismo de adjuvanticidade com aumento da produção de Il-4 e IL-5 e consequentemente aumento da produção de anticorpos quando comparados ao antígeno somente. Por outro lado os mecanismos de tolerância foram demonstrados pelo aumento da produção de IL-2, INF-γ e TNF-α quando concentração de mPEG ultrapassa a de 30% das aminas livres demonstrando uma ativação de células Th1. Também ficou demonstrado que a utilização do mPEG pode ser uzadopara diminuir ou até mesmo eliminar a atividade tóxicas de venenos peçonhentos. Pois durante os experimentos realizados houve uma diminuição de no mínimo de 50% da toxicidade. / Enzymes, biopharmaceutics and biological products in general way had always been obstacles for the therapeutically use. This in function of the risks of adverse reaction that could cause as well as the induction of a desirable immunological reply or not. The use of the monomethoxypolyethylene glycol (mPEG) conjugated proteins and enzymes brought new perspectives of natural substance use as active pharmacology substances, therefore the fact to be conjugated to an inert polymer had given to a good new physical-chemistry structure of these substances, diminishing the risks of anaphylaxis and the biodegradation for of complexes antigen-antibody formation. However the new studies of the inserted variable in the phenomenon of structure mPEG and protein formation as the system of supply of pharmacology-chemistries had also brought subsidies for the development of this work as for supply of antigen for the immune system. This work demonstrated that the MPEG can be used as adjuvant and at the same time as inductive of mechanisms of immunological tolerance. This modulation occurs in function of the concentration of conjugated MPEG the protein molecule, in way that low conjugated concentrations of amine with consequence take to a mechanism of adjuvant effect with increase of the production of Il-4 and IL-5 and increase antibodies production when compared with the antigen only. On the other hand the tolerance mechanisms had been demonstrated by the increase of the IL-2 production, INF-γ and TNF-α when MPEG concentration exceeds 30% of the free amines demonstrating activation of Th1 cells. Also he was demonstrated that the use of the toxic MPEG can be used to diminish or even though to eliminate the activity of poisons. Therefore during the carried through experiments it had a reduction of at the least of 50% of the toxicity.

A garantia de qualidade de serviço (QoS) tem-se demonstrado muito importante em aplicações em tempo real. Este trabalho apresenta um estudo sobre Mecanismos de Policiamento na tecnologia A TM, mais especificamente, sobre o funcionamento do Mecanismo Dual Leaky Bucket, utilizado pela classe de serviço VBR em rede ATM. Para este estudo foi implementado um simulador por software do mecanismo Dual Leaky Bucket. Foram analisados dois tipos de tráfegos de vídeo com compressão MPEG-2, com pouca e muita movimentação. A partir da simulação pôde-se analisar como o erro na definição de parâmetros do contrato de QoS definidos pelo usuário no estabelecimento da conexão pode levar ao aumento na taxa de perda de informações e, conseqüentemente, a degradação da qualidade necessária pela aplicação / The guarantee of quality of service (QoS) has been demonstrating very important in real time applications. This work presents a study on Policing Mechanisms in the ATM technology, more specifically, on the operation of the Dual Leaky Bucket Mechanism, used by the class of service VBR in ATM networks. For this study a Dual Leaky Bucket mechanism simulator by software was implemented. Two kinds of MPEG-2 video traffics were analyzed with a little and a lot of movement. The simulation shows how a mistake in the definition of parameters in the QoS contract, defined by user, during of the connection establishment can leads to increase of information loss rate and, consequently, the degradation of the necessary quality for the application

Enzimas, biofármacos e produtos de origem biológica de modo geral sempre foram obstáculos para o uso terapêutico. Isto em função dos riscos de reação adversa que poderiam ocasionar bem como a indução de uma resposta imunológica desejável ou não. A utilização do monometoxipolietileno glicol (mPEG) conjugado a proteínas e enzimas trouxe novas perspectivas de utilização de substâncias naturais como substâncias farmacológicas ativas, pois o fato de estarem conjugadas a um polímero inerte atribui uma nova estrutura físico-química a essas substâncias, diminuindo consideravelmente os riscos de anafilaxia e a biodegradação por formação de complexos antígeno-anticorpo. Os estudos das variáveis inseridas no fenômeno de formação da estrutura mPEG e proteína, como também os novos sistemas de fornecimento de fármaco-químicos, trouxeram subsídios para o desenvolvimento deste trabalho no que se refere ao fornecimento de antígeno para o sistema imunológico. Este trabalho demonstrou que o mPEG pode ser utilizado como adjuvante e ao mesmo tempo como indutor de mecanismos de tolerância imunológica. Esta modulação ocorre em função da concentração de mPEG conjugado a molécula protéica, de modo que baixas concentrações de aminas conjugadas levam a um mecanismo de adjuvanticidade com aumento da produção de Il-4 e IL-5 e consequentemente aumento da produção de anticorpos quando comparados ao antígeno somente. Por outro lado os mecanismos de tolerância foram demonstrados pelo aumento da produção de IL-2, INF-γ e TNF-α quando concentração de mPEG ultrapassa a de 30% das aminas livres demonstrando uma ativação de células Th1. Também ficou demonstrado que a utilização do mPEG pode ser uzadopara diminuir ou até mesmo eliminar a atividade tóxicas de venenos peçonhentos. Pois durante os experimentos realizados houve uma diminuição de no mínimo de 50% da toxicidade. / Enzymes, biopharmaceutics and biological products in general way had always been obstacles for the therapeutically use. This in function of the risks of adverse reaction that could cause as well as the induction of a desirable immunological reply or not. The use of the monomethoxypolyethylene glycol (mPEG) conjugated proteins and enzymes brought new perspectives of natural substance use as active pharmacology substances, therefore the fact to be conjugated to an inert polymer had given to a good new physical-chemistry structure of these substances, diminishing the risks of anaphylaxis and the biodegradation for of complexes antigen-antibody formation. However the new studies of the inserted variable in the phenomenon of structure mPEG and protein formation as the system of supply of pharmacology-chemistries had also brought subsidies for the development of this work as for supply of antigen for the immune system. This work demonstrated that the MPEG can be used as adjuvant and at the same time as inductive of mechanisms of immunological tolerance. This modulation occurs in function of the concentration of conjugated MPEG the protein molecule, in way that low conjugated concentrations of amine with consequence take to a mechanism of adjuvant effect with increase of the production of Il-4 and IL-5 and increase antibodies production when compared with the antigen only. On the other hand the tolerance mechanisms had been demonstrated by the increase of the IL-2 production, INF-γ and TNF-α when MPEG concentration exceeds 30% of the free amines demonstrating activation of Th1 cells. Also he was demonstrated that the use of the toxic MPEG can be used to diminish or even though to eliminate the activity of poisons. Therefore during the carried through experiments it had a reduction of at the least of 50% of the toxicity.

[pt] A abordagem orientada a objetos do padrão MPEG-4, para a codificação de conteúdo audiovisual, é similar às utilizadas em vários modelos e linguagens de especificação de documentos multimídia/hipermídia. Entre essas linguagens, a NCL (Nested Context Language), utilizada no sistema HyperProp, introduz uma série de novos conceitos que podem ser integrados ao padrão, com vantagens. Esta dissertação propõe, inicialmente, a conversão de documentos especificados em NCL para MPEG-4 (XMT-O) e vice-versa, permitindo que ferramentas de autoria e formatação possam ser utilizadas na especificação e exibição de documentos de ambas as linguagens. Este trabalho também propõe a incorporação de cenas MPEG-4 tanto como objetos de mídia quanto composições da linguagem NCL, permitindo o estabelecimento de relacionamentos entre cenas. Para permitir a exibição desses novos objetos NCL, é incorporado ao Formatador HyperProp um exibidor MPEG-4 capaz de reportar ao controlador a ocorrência de eventos que, entre outras coisas, permite o sincronismo entre cenas MPEG-4 e outros objetos NCL, incluindo outras cenas MPEG-4. Por fim, explorando o conceito de templates introduzido pela linguagem NCL, a capacidade de autoria no MPEG-4 é estendida, através da definição de novas semânticas para as composições da linguagem XMT-O e da concepção de compiladores para essa linguagem. / [en] The MPEG-4 standard object-oriented approach, employed to the encoding of audiovisual content, is similar to those used on many models and languages for multimedia/hypermedia document specification. Among those languages, the NCL (Nested Context Language), used in the HyperProp system, introduces a series of new concepts that can be integrated to the standard, with advantages. Initially, the proposal of this work is to convert NCL to MPEG-4 (XMT-O) documents and vice versa, allowing authoring and formatting tools to be used in the specification and presentation of documents in both languages. This work also proposes both the placing of MPEG-4 scenes as media objects and NCL language compositions, allowing the establishment of relationships among scenes. In order to allow displaying these new NCL objects, an MPEG-4 player is incorporated to the HyperProp Formatter. The MPEG-4 player is able to report to the controller the occurrence of events that, among other things, allows the synchronization between MPEG-4 scenes and othe r NCL objects, including other MPEG-4 scenes. Finally, exploring the concept of templates, introduced by the NCL language, the authoring in the MPEG-4 is improved, by means of the definition of new semantics for XMT-O language compositions and the design of compilers for this language.