<p>ITU - T and the Moving Picture Expert Group (MPEG) have jointly, under the name of Joint Video Team (JVT), developed a new video coding standard. The standard is called H.264 and is also known as Advanced Video Coding (AVC) or MPEG-4 part 10. Comparisons shows that H.264 greatly outperforms MPEG-2, currently used in DVD and digital TV. H.264 halves the bit rate with equal image quality. The great rate - distortion performance means nevertheless a high computational complexity. Especially on the encoder side.</p><p>Handling of audio and video, e.g. compressing and filtering, is quite complex and requires high performance hardware and software. A video encoder consists of a number of modules that find the best coding parameters. For each macroblock several $modes$ are evaluated in order to achieve optimal coding. The reference implementation of H.264 uses a brute force search for this mode selection which is extremely computational constraining. In order to perform video encoding with satisfactory speed there is an obvious need for reducing the amount of modes that are evaluated.</p><p>This thesis proposes an algorithm which reduces the number of modes and reference frames that are evaluated. The algorithm can be regulated in order to fulfill the demand on quality versus speed. Six times faster encoding can be obtained without loosing perceptual image quality. By allowing some quality degradation the encoding becomes up to 20 times faster.</p>

<p>3D television using multiple views rendering is receiving increasing interest. In this technology a number of video sequences are transmitted simultaneously and provides a larger view of the scene or stereoscopic viewing experience. With two views stereoscopic rendition is possible. Nowadays 3D displays are available that are capable of displaying several views simultaneously and the user is able to see different views by moving his head.</p><p>The thesis work aims at implementing a demonstration system with a number of simultaneous views. The system will include two cameras, computers at both the transmitting and receiving end and a multi-view display. Besides setting up the hardware, the main task is to implement software so that the transmission can be done over an IP-network.</p><p>This thesis report includes an overview and experiences of similar published systems, the implementation of real time video, its compression, encoding, and transmission over the internet with the help of socket programming and finally the multi-view display in 3D format.  This report also describes the design considerations more precisely regarding the video coding and network protocols.</p>

A drastic increase in traffic of mobile broadband is seen in the past few years, which is further accelerated by the increase in usage of smart phones and its applications. The availability of good smart phones and better data connectivity are encouraging mobile users to use video services. This huge increase in usage will pose a lot of challenges to the wireless networks. The wireless network has to become content aware in order to offer enhanced quality of video service through efficient utilization of the wireless spectrum. This thesis focuses on improving the Quality of Experience (QoE) for video transmission over Long Term Evolution (LTE) networks by imparting the content awareness to the system and providing unequal error protection for critical video packets. Two different schemes for the improvement of video quality delivery over LTE networks are presented in this thesis. Using content awareness, the retransmission count of Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ) are changed dynamically such that the most important video frame gets more number of retransmission attempts, which increases its success for delivery in-turn increasing the received video quality. Since Radio Link Control (RLC) is the link layer for radio interface, the second approach focuses on optimizing this layer for efficient video transmission. As part of this scheme, a new operation mode called Hybrid Mode (HM) for RLC is defined. This mode performs retransmission only for the critical video frames, leaving other frames to unacknowledged transmission. The simulation results of both proposed schemes provide significant improvement in achieving good video quality without affecting the system performance.

H.264, also known as MPEG-4 Part 10: Advanced Video Coding, is the latest MPEG standard for video coding. It provides approximately 50% bit rate savings for equivalent perceptual quality compared to any previous standard. In the same fashion as previous MPEG standards, only the bitstream syntax and the decoder are specified. Hence, coding performance is not only determined by the standard itself but also by the implementation of the encoder. In this report we propose two methods for improving the coding performance while remaining fully compliant to the standard. After transformation and quantization, the transform coefficients are usually entropy coded and embedded in the bitstream. However, some of them might be beneficial to discard if the number of saved bits are sufficiently large. This is usually referred to as coefficient thresholding and is investigated in the scope of H.264 in this report. Lagrangian optimization for video compression has proven to yield substantial improvements in perceived quality and the H.264 Reference Software has been designed around this concept. When performing Lagrangian optimization, lambda is a crucial parameter that determines the tradeoff between rate and distortion. We propose a new method to select lambda and the quantization parameter for non-reference frames in H.264. The two methods are shown to achieve significant improvements. When combined, they reduce the bitrate around 12%, while preserving the video quality in terms of average PSNR. To aid development of H.264, a software tool has been created to visualize the coding process and present statistics. This tool is capable of displaying information such as bit distribution, motion vectors, predicted pictures and motion compensated block sizes.

ITU - T and the Moving Picture Expert Group (MPEG) have jointly, under the name of Joint Video Team (JVT), developed a new video coding standard. The standard is called H.264 and is also known as Advanced Video Coding (AVC) or MPEG-4 part 10. Comparisons shows that H.264 greatly outperforms MPEG-2, currently used in DVD and digital TV. H.264 halves the bit rate with equal image quality. The great rate - distortion performance means nevertheless a high computational complexity. Especially on the encoder side. Handling of audio and video, e.g. compressing and filtering, is quite complex and requires high performance hardware and software. A video encoder consists of a number of modules that find the best coding parameters. For each macroblock several $modes$ are evaluated in order to achieve optimal coding. The reference implementation of H.264 uses a brute force search for this mode selection which is extremely computational constraining. In order to perform video encoding with satisfactory speed there is an obvious need for reducing the amount of modes that are evaluated. This thesis proposes an algorithm which reduces the number of modes and reference frames that are evaluated. The algorithm can be regulated in order to fulfill the demand on quality versus speed. Six times faster encoding can be obtained without loosing perceptual image quality. By allowing some quality degradation the encoding becomes up to 20 times faster.

L'accident vasculaire cérébral (AVC) est la principale cause de handicap de l'adule dont la quantification est indispensable à l'évaluation de la qualité des soins. Le score de Rankin est un " best-seller " qui a contribué à démontrer l'efficacité de la thrombolyse. Ce score global du handicap est simple et le plus " patient-orienté " des scores actuels. Il nous a semblé intéressant d'adapter cette approche globale du handicap post-AVC au problème spécifique des aphasies. L'objectif était de disposer d'un outil simple, unique et reproductible du retentissement de l'aphasie sur la vie du patient, quelque soit le type d'aphasie. L'Aphasie Handicap Score (AHS) a ainsi été conçu aux Urgences Cérébro-Vasculaires de la Salpêtrière. Il classe les patients en 5 catégories selon quelques critères dont les plus importants sont : persistance d'un langage vecteur de communication, handicap résultant de l'aphasie. Nous avons testé sa reproductibilité inter-observateur chez 71 patients à la phase initiale de l'AVC. Nous avons ensuite corrélé les résultats de l'AHS à ceux de l'Echelle de Communication Verbale de Bordeaux (ECVB) et de la fluence verbale au cours de 182 consultations chez 84 aphasiques chroniques. A la phase initiale de l'AVC, la reproductibilité de l'AHS est bonne (k pondéré = 0,71). Lors du suivi en consultation, l'AHS est fortement corrélée à l'ECVB (R = -0,89) et à la fluence (R = -0,67). L'analyse discriminante montre qu'il existe des valeurs seuils significatives de score ECVB et de fluence correspondant aux principales catégories d'AHS. CONCLUSION : l'AHS est un outil " patient-orienté " d'évaluation du handicap résultant d'une aphasie. Il est aussi rapide et accessible au neurologue que le score de Rankin. Sa reproductibilité est satisfaisante dès la phase initiale de l'AVC, et il est corrélé à la fluence sémantique et à l'ECVB. Ces résultats suggèrent que l'AHS peut être considéré comme un équivalent du Rankin dans le domaine de l'aphasie et pourrait donc devenir un outil d'évaluation et de recherche thérapeutique intéressant.

L'objectif principal de ce travail de thèse était d'étudier les effets de la majoration du déficit moteur focal du quadriceps, sur les capacités locomotrices de patients hémiparétiques, présentant un genou raide à la marche, communément appelé stiff-knee gait. L'objectif secondaire était d'investiguer les relations entre la fatigue et l'hyperactivité musculaire du quadriceps, chez ces patients. Quatre études ont été menées. La première étude de ce travail a permis de mettre en évidence qu'au début d'une session d'AQM, le pattern de marche des patients hémiparétiques est influencé par une phase d'adaptation, caracterisée par une " marche prudente ", mais que le phénomène de fatigue n'est pas présent en fin d'examen. L'évaluation des effets de la majoration du déficit moteur du quadriceps, suite à un protocole de fatigue, sur les paramètres biomécaniques de la marche des patients hémiparétiques, peut donc être réalisée au moyen de l'AQM sans biais méthodologique. Ainsi, dans les études 2 et 3, la locomotion des patients a été évaluée avant et après une majoration du déficit moteur du quadriceps, induite expérimentalement par deux méthodes: soit pharmaco-induite par l'injection de toxine botulique de type-A (BoNT-A) dans le rectus femoris (RF) hyperactif (étude 2), soit résultante de la contraction répétée des extenseurs de genou, jusqu'à l'apparition de fatigue, par le biais d'un dynamomètre isocinétique (étude 3). Enfin dans l'étude 4, l'effet de la fatigue du quadriceps sur les caractéristiques de la spasticité a été évalué par le biais d'un dynamomètre isocinétique. De manière surprenante, les résultats montrent que la majoration du déficit moteur, d'une partie ou de toute partie du muscle quadriceps, induit des améliorations identiques sur les paramètres biomécaniques de la marche (spatiotemporels, cinématiques et EMG), quelle que soit la méthode utilisée (après injection de BoNT-A ou après fatigue). Une augmentation de la vitesse de marche, une augmentation de la flexion maximale de la hanche et du genou lors de la phase oscillante, ainsi qu'une réduction de l'activité inappropriée du RF, lors des phases pré-oscillante et oscillantes sont conjointement reportées. La réduction des freins mécaniques, liée à la baisse de l'activité musculaire inappropriée, semble être associée à une réorganisation compensatrice du pattern de marche, mise en place afin de contrer les effets néfastes de la majoration du déficit moteur du quadriceps et à l'origine de ces améliorations. De plus, alors que la fatigue musculaire réduit l'activité inappropriée du muscle RF, au cours d'une tache semi-automatique représentée par la marche, ses caractéristiques ne sont pas modifiées, au cours d'un étirement passif, évaluées par le biais d'un dynamomètre isocinétique. Au cours des protocoles de fatigue, la perturbation du système fusimoteur peut avoir modifiée l'excitabilité des fuseaux neuromusculaires, uniquement lors de sa sollicitation en condition dynamique (à la marche). Au regard de l'ensemble de ces résultats, il semble probable que, dans le contexte clinique, la plainte des patients de se sentir plus spastiques et plus vulnérables, en situation de majoration de leur déficit moteur du quadriceps, soit attribuée à une plus grande activité nerveuse d'origine centrale et/ou à une augmentation " effective " de la spasticité, mais présente au niveau d'autres muscles, comme les fléchisseurs plantaires de cheville.

Le champ du traitement des images et des vidéos attire l'attention depuis les deux dernières décennies. Ce champ couvre maintenant un spectre énorme d'applications comme la TV 3D, la télé-surveillance, la vision par ordinateur, l'imagerie médicale, la compression, la transmission, etc. En ce début de vingt et unième siècle nous sommes témoins d'une révolution importante. Les largeurs de bande des réseaux, les capacités de mémoire et les capacités de calcul ont été fortement augmentés durant cette période. Un client peut avoir un débit de plus de 100~mbps tandis qu'un autre peut utiliser une ligne à 56~kbps. Simultanément, un client peut avoir un poste de travail puissant, tandis que d'autres peuvent avoir juste un téléphone mobile. Au milieu de ces extrêmes, il y a des milliers de clients avec des capacités et des besoins très variables. De plus, les préférences d'un client doivent s'adapter à sa capacité, par exemple un client handicapé par sa largeur de bande peut être plus intéressé par une visualisation en temps réel sans interruption que d'avoir une haute résolution. Pour y faire face, des architectures hiérarchiques de codeurs vidéo ont été intoduites afin de comprimer une seule fois, et de décomprimer de différentes manières. Comme la DCT n'a pas la fonctionnalité de multi-résolution, une architecture vidéo hiérarchique est conçue pour faire face aux défis des largeurs de bande et des puissances de traitement hétérogènes. Avec l'inondation des contenus numériques, qui peuvent être facilement copiés et modifiés, le besoin de la protection des contenus vidéo a pris plus d'importance. La protection de vidéos peut être réalisée avec l'aide de trois technologies : le tatouage de méta-données et l'insertion de droits d'auteur, le cryptage pour limiter l'accès aux personnes autorisées et la prise des empreintes digitales active pour le traçage de traître. L'idée principale dans notre travail est de développer des technologies de protection transparentes à l'utilisateur. Cela doit aboutir ainsi à un codeur vidéo modifié qui sera capable de coder et d'avoir un flux de données protégé. Puisque le contenu multimédia hiérarchique a déjà commencé à voir le jour, algorithmes pour la protection indépendante de couches d'amélioration sont également proposées.

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) sont la première cause de handicap de l'adulte. Favoriser la plasticité cérébrale post-lésionnelle représente un objectif thérapeutique majeur. Dans ce contexte, la thérapie cellulaire a récemment émergé. Son action, fondée sur la " réparation " du tissu cérébral, a montré un bénéfice sur la récupération fonctionnelle dans des modèles d'ischémie cérébrale. La transposition de ce traitement à l'homme reste à ce jour limitée à des études pilotes. Dans nos travaux précliniques, nous avons montré, après un infarctus cérébral chez le rat, une bonne tolérance et un bénéfice fonctionnel de l'administration intracérébrale (à la phase aiguë) et intraveineuse (à la phase subaiguë) de cellules souches mésenchymateuses humaines (CSMh) de grade clinique. La survie des CSMh greffées (possible durant plusieurs semaines) et leur différenciation en cellules d'intérêt (neurones, astrocytes) sont très faibles et ne peuvent expliquer à elles seules le bénéfice observé. Parmi les mécanismes d'action possibles des CSM (effet neurotrophique, pro-angiogénique, immunomodulation...), nous avons mis en évidence par IRM un effet microvasculaire précoce. Nous avons également montré l'innocuité du marquage des CSMh par microparticules ferriques pour l'IRM cellulaire et la microscopie. Ce marquage cellulaire est utile pour détecter et suivre par IRM des cellules greffées au sein du cerveau (durant au moins 15 jours), mais nous a paru insuffisant dans le cadre d'une injection IV. Pour évaluer la biodistribution des CSMh injectées par voie IV à la phase subaiguë, nous avons effectué une étude par imagerie nucléaire qui a permis d'identifier l'attraction rapide de CSMh vers l'infarctus cérébral. En parallèle, la mise en place d'un essai clinique de phase 2 a été effectuée. Le délai, la voie optimale d'administration ainsi que la source cellulaire à utiliser restent encore controversés. L'optimisation de la thérapie cellulaire nécessite encore le développement de projets de recherche translationnelle associant les études expérimentales et les essais cliniques. C'est dans ces conditions que la thérapie cellulaire pourrait devenir un traitement efficace après un AVC.

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) représentent la première cause de handicap acquis de l'adulte. En dehors de la prise en charge dans une structure de soins spécialisée, l'Unité Neuro-Vasculaire (UNV), le seul traitement efficace est la thrombolyse qui doit être administrée dans les premières heures suivant un AVC ischémique (ou infarctus cérébral). Favoriser la plasticité post-lésionnelle du cerveau représente une alternative thérapeutique majeure. C'est dans ce contexte que la thérapie cellulaire basée sur l'administration de cellules souches a émergé. Son action, fondée sur la " réparation " du tissu cérébral lésé, a montré un bénéfice sur la récupération dans des modèles d'ischémie cérébrale expérimentale. Cependant, de nombreuses questions restent en suspens concernant les mécanismes d'action de ce type de traitement. Par ailleurs, la transposition à l'homme reste à ce jour limitée à des études pilotes encourageantes mais avec de faibles effectifs. L'objectif de nos travaux au Grenoble Institut des Neurosciences (GIN U 836) a été d'évaluer les effets fonctionnels de l'administration de cellules souches mésenchymateuses (CSM) après ischémie cérébrale chez le rat, de préciser les modes d'action possibles. En parallèle de ces travaux expérimentaux, un essai clinique pilote de tolérance chez l'homme (ISIS - HERMES) a été mis en place.