Conception d`un micro-capteur d`image CMOS à faible

UNIVERSITÉ DE GRENOBLE
UNIVERSITÉ DE MONASTIR
THÈSE
Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE
Spécialité : NANO-ELECTRONIQUE ET NANO-TECHNOLOGIES
Arrêté ministériel : 7 août 2006
Et de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE MONASTIR
Spécialité : PHYSIQUE
Présentée par
« Ahmed CHEFI »
Thèse dirigée par « Gilles SICARD » et
codirigée par « Rached TOURKI »
préparée au sein du Laboratoire TIMA
dans l'École Doctorale EEATS
et du Laboratoire EµE
dans l'École Doctorale Matériaux, Dispositifs et Microsystèmes
Conception d'un micro-capteur
d'image CMOS à faible consommation
d'énergie pour les réseaux de
capteurs sans fil
Thèse soutenue publiquement le «28/01/2014», à 10h30
devant le jury composé de :
M. Salvador MIR
Directeur de recherche au CNRS, Président
M. Dominique GINHAC
Professeur à l'Université de Bourgogne, Rapporteur
M. Mohamed MASMOUDI
Professeur à l'Université de Sfax, Rapporteur
M. Mohamed ATRI
Maître de conférences à l'Université de Monastir, examinateur
M. Gilles SICARD
Maître de conférences à l'Université Joseph Fourier, Directeur de thèse
M. Rached TOURKI
Professeur à l'Université de Monastir, Co-directeur de thèse
M. Adel SOUDANI
Maître de conférences, King Saud University, Encadrant, Invité

Remerciements
Je tiens à remercier très vivement mes encadrants Adel SOUDANI et
Gilles SICARD ont accueilli, accompagné et conseillé tout au long de ce
parcours. Mon envie de persévérer dans ement et la recherche doit
beaucoup       dans ces deux
tâches.
Je tiens également à remercier Monsieur Rached TOURKI et Madame
Dominique BORRIONE, avoir accueilli dans leurs laboratoires respectifs
et de m  tous les moyens nécessaires au bon déroulement de mon
projet de recherche.
Mes plus sincères remerciements vont à Messieurs les professeurs
Mohamed MASMOUDI et Dominique GINHAC 
les rapporteurs de cette thèse, à Monsieur Mahamed ATRI qui a accepté de
 le professeur Salvador
MIR qui a accepté de la présider.
       Francophonie (AUF), la
région Rhône-Alpes, le CNRS et le ministère de l'enseignement supérieur et de
la recherche scientifique Tunisien, pour avoir financé cette thèse.
Enfin, je remercie très chaleureusement tous mes proches, ma famille et
mes amis pour leur soutien et leurs encouragements.

RÉSUMÉ
Ce travail de recherche vise à concevoir un système de vision à faible consommation d’énergie
pour les réseaux de capteurs sans fil. L'imageur en question doit respecter les contraintes spécifiques
des applications multimédias pour les réseaux de capteurs de vision sans fil. En effet, de par sa nature,
une application multimédia impose un traitement intensif au niveau du nœud et un nombre
considérable de paquets à échanger à travers le lien radio, et par conséquent beaucoup d’énergie à
consommer. Une solution évidente pour diminuer la quantité de données transmise, et donc la durée de
vie du réseau, est de compresser les images avant de les transmettre. Néanmoins, les contraintes
strictes des nœuds du réseau rendent inefficace en pratique l’exécution des algorithmes de
compression standards (JPEG, JPEG2000, MJPEG, MPEG, H264, etc.). Le système de vision à
concevoir doit donc intégrer des techniques de compression d'image à la fois efficaces et à faible
complexité. Une attention particulière doit être prise en compte en vue de satisfaire au mieux le
compromis "Consommation énergétique - Qualité de Service (QoS)".

ABSTRACT
This research aims to develop a vision system with low energy consumption for Wireless
Sensor Networks (WSNs). The imager in question must meet the specific requirements of multimedia
applications for Wireless Vision Sensor Networks. Indeed, a multimedia application requires intensive
computation at the node and a considerable number of packets to be exchanged through the
transceiver, and therefore consumes a lot of energy. An obvious solution to reduce the amount of
transmitted data is to compress the images before sending them over WSN nodes. However, the severe
constraints of nodes make ineffective in practice the implementation of standard compression
algorithms (JPEG, JPEG2000, MJPEG, MPEG, H264, etc.). Desired vision system must integrate
image compression techniques that are both effective and with low-complexity. Particular attention
should be taken into consideration in order to best satisfy the compromise "Energy Consumption -
Quality of Service (QoS)".