Adaptabilité des flux multimédia appliquée au télé-diagnostic médical

par Ronnie Muthada Pottayya

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Jean-Christophe Lapayre et de Eric Garcia.

Soutenue le 08-12-2017

à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; Dijon ; Belfort) , en partenariat avec FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) (laboratoire) , Université ouverte de Franche-Comté (Etablissement de préparation) et de Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies / FEMTO-ST (laboratoire) .

Le président du jury était Christophe Nicolle.

Le jury était composé de Jean-Christophe Lapayre, Eric Garcia, Christophe Nicolle, Laurent Lefèvre, Thomas Noël, Benoit Hilt.

Les rapporteurs étaient Laurent Lefèvre, Thomas Noël.


  • Résumé

    Dans le domaine médical, la plupart des établissements (hôpitaux, cliniques, …) utilisent des applications distribuées dans le cadre de la télémédecine. Comme la sécurité de l’information est primordiale dans ces établissements,ces applications doivent pouvoir traverser les barrières de sécurité (passerelles sécurisées comme les proxies Web, les pare-feu, …). Le protocole UDP (User Datagram Protocol en anglais), qui est classiquement recommandé pour les applications de vidéo conférence ou toutes autres données soumises à la contrainte temps-réel, n’est pas utilisable par ces dispositifs de sécurité (sauf si des ports fixes sont explicitement configurés : ce qui est considéré comme une violation de sécurité au sein de ces établissements). Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle plateforme appelée VAGABOND (Video Adaptation framework, crossing security GAteways, Based ON transcoDing) qui fonctionne de manière très efficace et originale sur la base du protocole TCP (Transmission Control Protocol). VAGABOND est composé de proxies d’adaptation,appelés des AP (pour Adaptation Proxy), qui ont été conçus pour prendre en considération les préférences utilisateurs des professionnels de santé, les hétérogénéités des périphériques,et les variations dynamiques de la bande passante dans un réseau. VAGABOND est capable de s’adapter tout aussi bien au niveau utilisateur qu’au niveau réseau. La loi binômiale et l’inférence bayésienne sur une proportion binômiale sont utilisées pour déclencher des adaptations de profils utilisateurs. Ainsi, nous souhaitons être plus tolérants aux fortes variations de la bande passante d'un réseau. Avec une précision plus fine et grâce à ces lois de probabilité,l'adaptation du profil utilisateur n'est déclenchée que lorsque des congestions réseau sévères surviennent.Enfin, TCP étant un protocole de transport fiable et en mode connecté,nous avons eu besoin de concevoir et d'utiliser de nouvelles stratégies d'adaptation intelligentes avec la transmission de données afin de faire face aux problèmes de latence et à la temporisation des sockets.

  • Titre traduit

    Adaptability of multimedia streams applied to medical telediagnosis


  • Résumé

    In the medical area, most of medical facilities (hospitals, clinics, ldots) use distributed applications in the context of telemedecine.As information security is mandatory, these applications must be able to cross the security protocols (secured gateways like proxies, firewalls, ldots). User Datagram Protocol (UDP), which is classically recommended for videoconferencing applications, does not cross firewalls or proxies unless explicitly configured fixed ports are declared. These fixed ports are considered as a security breach.In this thesis, we propose a novel platform called VAGABOND (Video Adaptation framework, crossing security GAteways, Based ON transcoDing) which works, in a very efficient and original way; on TCP (Transmission Control Protocol). VAGABOND is composed of Adaptation Proxies (APs), which have been designed to take into consideration medical experts videoconferencing preferences, device heterogeneities, and network dynamic bandwidth variations. VAGABOND is able to adapt itself at the user and network levels.The cumulative binomial probability law and the Bayesian inference on a binomial proportion are used to trigger user profile adaptations. In fact, we aim at being more tolerant to severe network bandwidth variations. With a finer precision and following these probability laws, user profile adaptation is only triggered when severe network congestions arise. However, as TCP is a reliable transport protocol, we needed to design and to employ new intelligent adaptation strategies together with data transmission in order to cope with latency issues and sockets timeout.


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