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201. Do You Believe Your (Social Media) Data? A Personal Story on Location Data Biases, Errors, and Plausibility as Well as Their Visualization

Author

Tobias Isenberg, Zujany Salazar, Rafael Blanco, Catherine Plaisant, Analysis and Visualization (AVIZ), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique (LISN), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Interaction avec l'Humain (IaH), Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique (LISN), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Télécom SudParis (TSP), University of Maryland [Baltimore], CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Interaction avec l'Humain (IaH), and CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
iNaturalist, Data obfuscation, [SCCO.COMP]Cognitive science/Computer science, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Data error, Citizen science, Computer Graphics and Computer-Aided Design, Social media data, Bias, Signal Processing, Computer Graphics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Humans, Data bias, Panoramio, Computer Vision and Pattern Recognition, Flickr, Social Media, Data plausibility, Software
Abstract

We present a case study on a journey about a personal data collection of carnivorous plant species habitats, and the resulting scientific exploration of location data biases, data errors, location hiding, and data plausibility. While initially driven by personal interest, our work led to the analysis and development of various means for visualizing threats to insight from geo-tagged social media data. In the course of this endeavor we analyzed local and global geographic distributions and their inaccuracies. We also contribute Motion Plausibility Profiles-a new means for visualizing how believable a specific contributor's location data is or if it was likely manipulated. We then compared our own repurposed social media dataset with data from a dedicated citizen science project. Compared to biases and errors in the literature on traditional citizen science data, with our visualizations we could also identify some new types or show new aspects for known ones. Moreover, we demonstrate several types of errors and biases for repurposed social media data. Please note that people with color impairments may consider our alternative paper version.

Published
2022

202. An Iterative Centroid Approach for Diffeomorphic Online Atlasing

Author

Antoine Legouhy, Francois Rousseau, Christian Barillot, Olivier Commowick, Neuroimagerie: méthodes et applications (EMPENN), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAL, IMAGE ET LANGAGE (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de Traitement de l'Information Medicale (LaTIM), Université de Brest (UBO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), Université de Brest (UBO), Département lmage et Traitement Information (IMT Atlantique - ITI), IMT Atlantique (IMT Atlantique), ANR-15-CE23-0009,MAIA,Analyse multiphysiques fondée sur l'imagerie pour la compréhension du développement cérébral des prématurés(2015), Commowick, Olivier, and Analyse multiphysiques fondée sur l'imagerie pour la compréhension du développement cérébral des prématurés - - MAIA2015 - ANR-15-CE23-0009 - AAPG2015 - VALID

Subjects
Iterative centroid, Radiological and Ultrasound Technology, Physics::Instrumentation and Detectors, [INFO.INFO-IM] Computer Science [cs]/Medical Imaging, [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, Atlasing, Online, Electrical and Electronic Engineering, Software, Computer Science Applications
Abstract

International audience; Online atlasing, i.e., incrementing an atlas with new images as they are acquired, is key when performing studies on very large, or still being gathered, databases. Regular approaches to atlasing however do not focus on this aspect and impose a complete reconstruction of the atlas when adding images. We propose instead a diffeomorphic online atlasing method that allows gradual updates to an atlas. In this iterative centroid approach, we integrate new subjects in the atlas in an iterative manner, gradually moving the centroid of the images towards its final position. This leads to a computationally cheap approach since it only necessitates one additional registration per new subject added. We validate our approach on several experiments with three main goals: 1-to evaluate atlas image quality of the obtained atlases with sharpness and overlap measures, 2-to assess the deviation in terms of transformations with respect to a conventional atlasing method and 3-to compare its computational time with regular approaches of the literature. We demonstrate that the transformations divergence with respect to a stateof-the-art atlas construction method is small and reaches a plateau, that the two construction methods have the same ability to map subject homologous regions onto a common space and produce images of equivalent quality. The computational time of our approach is also drastically reduced for regular updates. Finally, we also present a direct extension of our method to update spatio-temporal atlases, especially useful for developmental studies.

Published
2022

203. Guest Editors Introduction: Special Section on Recent Advances in Network Security Management

Author

Remi Badonnel, Carol Fung, Sandra Scott-Hayward, Qi Li, Fulvio Valenza, Cristian Hesselman, Resilience and Elasticity for Security and ScalabiliTy of dynamic networked systems (RESIST), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Networks, Systems and Services (LORIA - NSS), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Virginia Commonwealth University (VCU), Queen's University [Belfast] (QUB), Tsinghua University [Beijing] (THU), Politecnico di Torino = Polytechnic of Turin (Polito), SIDN Labs, and University of Twente

Subjects
[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Computer Networks and Communications, Electrical and Electronic Engineering
Abstract

International audience

Published
2022

204. Exactly Solving Hard Permutation Flowshop Scheduling Problems on Peta-Scale GPU-Accelerated Supercomputers

Author

Jan Gmys, Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Optimisation de grande taille et calcul large échelle (BONUS), Inria Lille - Nord Europe, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), and Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Branch-and-Bound, [INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS], Permutation flow-shop scheduling, General Engineering, Supercomputing, [INFO.INFO-RO]Computer Science [cs]/Operations Research [cs.RO], GPU computing, [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC]
Abstract

International audience; Makespan minimization in permutation flow-shop scheduling is a well-known hard combinatorial optimization problem. Among the 120 standard benchmark instances proposed by E. Taillard in 1993, 23 have remained unsolved for almost three decades. In this paper, we present our attempts to solve these instances to optimality using parallel Branch-and-Bound (BB) on the GPU-accelerated Jean Zay supercomputer. We report the exact solution of 11 previously unsolved problem instances and improved upper bounds for eight instances. The solution of these problems requires both algorithmic improvements and leveraging the computing power of peta-scale high-performance computing platforms. The challenge consists in efficiently performing parallel depth-first traversal of a highly irregular and fine-grained search tree on distributed systems composed of hundreds of massively parallel accelerator devices and multicore processors. We present and discuss the design and implementation of our permutation-based BB and experimentally evaluate its parallel performance on up to 384 V100 GPUs (2 million CUDA cores) and 3840 CPU cores. The optimality proof for the largest solved instance requires about 64 CPU-years of computation—using 256 GPUs and over 4 million parallel search agents, the traversal of the search tree is completed in 13 hours, exploring 339 × 10$^1$$^2$ nodes.

Published
2022

205. Sequential sensor selection for the localization of acoustic sources by sparse Bayesian learning

Author

Milan Courcoux-Caro, Charles Vanwynsberghe, Cédric Herzet, Alexandre Baussard, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Technology Innovation Institute (TII), Systèmes Embarqués, Acoustique et Télécommunications (LABISEN-SEACOM), Laboratoire ISEN (L@BISEN), Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-YNCREA OUEST (YO)-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-YNCREA OUEST (YO), SIMulation pARTiculaire de Modèles Stochastiques (SIMSMART), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire de Modélisation et Sûreté des Systèmes - LM2S (LM2S), and ANR-11-LABX-0020,LEBESGUE,Centre de Mathématiques Henri Lebesgue : fondements, interactions, applications et Formation(2011)

Subjects
[SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], Acoustics and Ultrasonics, Arts and Humanities (miscellaneous), [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract

International audience; This paper deals with the design of sensor arrays in the context involving the localization of a few acoustic sources. Sparse approximation is known to be effective to find the source locations, but it depends on different array characteristics, such as the number of sensors and the array geometry. The present paper tackles this array design problem under the form of a sequential sensor selection procedure. The proposed method alternates between two steps. One step involves a source localization estimator, given a current set of measurement points, to obtain the estimation variance. Then, the other step selects the new point where a future measurement will maximally decrease the variance from the previous step. As such, the procedure can be applied online. Both numerical and experimental studies are conducted in an indoor nearfield configuration. Results show that the proposed approach performs better than offline state-of-the-art methods, and the presented empirical study reveals a better robustness to the model mismatches originating from the room reflections.

Published
2022

206. Stability factor for robust balancing of simple assembly lines under uncertainty

Author

Evgeny Gurevsky, Andry Rasamimanana, Aleksandr Pirogov, Alexandre Dolgui, André Rossi, Modélisation, Optimisation et DEcision pour la Logistique, l'Industrie et les Services (LS2N - équipe MODELIS), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Nantes Université (Nantes Univ), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Département Automatique, Productique et Informatique (IMT Atlantique - DAPI), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire d'analyse et modélisation de systèmes pour l'aide à la décision (LAMSADE), Université Paris Dauphine-PSL, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Applied Mathematics, Discrete Mathematics and Combinatorics, [INFO.INFO-RO]Computer Science [cs]/Operations Research [cs.RO], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience; This paper deals with an optimization problem, which arises when a new simple assembly line has to be designed subject to a fixed number of available workstations, cycle time constraint, and precedence relations between necessary assembly tasks. The studied problem consists in assigning a given set of tasks to workstations so as to find the most robust line configuration, which can withstand processing time uncertainty as much as possible. The line robustness is measured by a new indicator, called stability factor. In this work, the studied problem is proven to be strongly NP-hard, upper bounds are proposed, and the relation of the stability factor with another robustness indicator, known as stability radius, is investigated. A mixed-integer linear program (MILP) is proposed for maximizing the stability factor in the general case, and an alternative formulation is also derived when uncertainty originates in workstations only. Computational results are reported on a collection of instances derived from classic benchmark data used in the literature for the Simple Assembly Line Balancing Problem (SALBP).

Published
2022

207. SpecHLS: Speculative Accelerator Design Using High-Level Synthesis

Author

Jean-Michel Gorius, Simon Rokicki, Steven Derrien, Architectures matérielles spécialisées pour l’ère post loi-de-Moore (TARAN), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)

Subjects
[INFO.INFO-AR]Computer Science [cs]/Hardware Architecture [cs.AR], Hardware and Architecture, Electrical and Electronic Engineering, Software
Abstract

International audience; Custom hardware accelerators usage is shifting towards new application domains such as graph analytics and unstructured text analysis. These applications expose complex control-flow which is challenging to map to hardware, especially when operating from a C/C++ description using High-Level Synthesis toolchains. Several approaches relying on speculative execution have been proposed to overcome those limitations, but they often fail to handle the multiple interacting speculations required for realistic use-cases. This paper proposes a fully automated hardware synthesis flow based on a source-to-source compiler that identifies and explores intricate speculation configurations to generate speculative hardware accelerators.

Published
2022

208. Quantum Pin Codes

Author

Nikolas Breuckmann, Christophe Vuillot, Faculty of Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science [Delft], Delft University of Technology (TU Delft), Department of Physics and Astronomy [UCL London], University College of London [London] (UCL), Designing the Future of Computational Models (MOCQUA), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Formal Methods (LORIA - FM), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Quantum Physics, Space exploration, quantum fault-tolerant computation, FOS: Physical sciences, quantum codes, Logic gates, Library and Information Sciences, Codes, Generators, Computer Science Applications, Pins, [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], Condensed Matter::Superconductivity, Calderbank-Shor-Steane codes (CSS codes), Qubit, Quantum Physics (quant-ph), transversal gates, quantum error correction, Protocols, Information Systems
Abstract

We introduce quantum pin codes: a class of quantum CSS codes. Quantum pin codes are a generalization of quantum color codes and Reed-Muller codes and share a lot of their structure and properties. Pin codes have gauge operators, an unfolding procedure and their stabilizers form so-called $\ell$-orthogonal spaces meaning that the joint overlap between any $\ell$ stabilizer elements is always even. This last feature makes them interesting for devising magic-state distillation protocols, for instance by using puncturing techniques. We study examples of these codes and their properties., 21 pages, 10 figures

Published
2022

209. Efficient sampling in spectrahedra and volume approximation

Author

Apostolos Chalkis, Ioannis Z. Emiris, Vissarion Fisikopoulos, Panagiotis Repouskos, Elias Tsigaridas, ATHENA - Research and Innovation Center in Information, Communication and Knowledge Technologies, Department of Informatics and Telecomunications [Kapodistrian Univ] (DI NKUA), National and Kapodistrian University of Athens (NKUA), GeomScale Org., AlgebRe, geOmetrie, Modelisation et AlgoriTHmes (AROMATH), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-National and Kapodistrian University of Athens (NKUA), OUtils de Résolution Algébriques pour la Géométrie et ses ApplicatioNs (OURAGAN), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut de Mathématiques de Jussieu - Paris Rive Gauche (IMJ-PRG (UMR_7586)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), ET is partially supported by ANR JCJC GALOP (ANR-17-CE40-0009), the PGMO grant ALMA, and the PHC GRAPE., and ANR-17-CE40-0009,GALOP,Jeux à travers la lentille de algèbre et géométrie de l'optimisation(2017)

Subjects
Optimization, [INFO.INFO-SC]Computer Science [cs]/Symbolic Computation [cs.SC], Numerical Analysis, Algebra and Number Theory, Monter Carlo, Polynomial eigenvalue problem, Discrete Mathematics and Combinatorics, Volume approximation, Random walk, Geometry and Topology, Sampling, Semidefinite-programming, Spectahedron
Abstract

International audience; We present algorithmic, complexity, and implementation results on the problem of sampling points from a spectrahedron, that is, the feasible region of a semidefinite program.Our main tool is geometric random walks. We analyze the arithmetic and bit complexity of certain primitive geometric operations that are based on the algebraic properties of spectrahedra and the polynomial eigenvalue problem. This study leads to the implementation of a broad collection of random walks for sampling from spectrahedra that experimentally show faster mixing times than methods currently employed either in theoretical studies or in applications, including the popular family of Hit-and-Run walks. The different random walks offer a variety of advantages, thus allowing us to efficiently sample from general probability distributions, for example the family of log-concave distributions which arise in numerous applications. We focus on two major applications of independent interest: (i) approximate the volume of a spectrahedron, and (ii) compute the expectation of functions coming from robust optimal control.We exploit efficient linear algebra algorithms and implementations to address the aforementioned computations in very high dimension. In particular, we provide a C++ open source implementation of our methods that scales efficiently, for the first time, up to dimension 200. We illustrate its efficiency on various data sets.

Published
2022

210. MERRIN: MEtabolic regulation rule INference from time series data

Author

Kerian Thuillier, Caroline Baroukh, Alexander Bockmayr, Ludovic Cottret, Loïc Paulevé, Anne Siegel, Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences (Dyliss), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Freie Universität Berlin, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), financially supported by ECCB2022, ANR-20-CE45-0001,BNeDiction,Ensembles de Réseaux Booléens Prédictifs(2020), ANR-10-LABX-0041,TULIP,Towards a Unified theory of biotic Interactions: the roLe of environmental(2010), ANR-11-IDEX-0002,UNITI,Université Fédérale de Toulouse(2011), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)

Subjects
Statistics and Probability, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Time Factors, Multiscale dynamics, Model synthesis, Logic programming, Biochemistry, humanities, Boolean networks, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Computer Science Applications, Computational Mathematics, Computational Theory and Mathematics, Hybrid metabolic-regulatory models, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Transcriptome, Molecular Biology, Metabolic Networks and Pathways, Software, Signal Transduction
Abstract

Motivation Many techniques have been developed to infer Boolean regulations from a prior knowledge network (PKN) and experimental data. Existing methods are able to reverse-engineer Boolean regulations for transcriptional and signaling networks, but they fail to infer regulations that control metabolic networks. Results We present a novel approach to infer Boolean rules for metabolic regulation from time-series data and a PKN. Our method is based on a combination of answer set programming and linear programming. By solving both combinatorial and linear arithmetic constraints, we generate candidate Boolean regulations that can reproduce the given data when coupled to the metabolic network. We evaluate our approach on a core regulated metabolic network and show how the quality of the predictions depends on the available kinetic, fluxomics or transcriptomics time-series data. Availability and implementation Software available at https://github.com/bioasp/merrin. Supplementary information Supplementary data are available at https://doi.org/10.5281/zenodo.6670164.

Published
2022

211. Nonatomic aggregative games with infinitely many types

Author

Paulin Jacquot, Cheng Wan, Centre de Mathématiques Appliquées - Ecole Polytechnique (CMAP), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), TROPICAL (TROPICAL), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Optimisation, Simulation, Risque et Statistiques pour les Marchés de l’Energie (EDF R&D OSIRIS), EDF R&D (EDF R&D), and EDF (EDF)-EDF (EDF)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, TheoryofComputation_MISCELLANEOUS, Computer Science::Computer Science and Game Theory, Information Systems and Management, General Computer Science, media_common.quotation_subject, 0211 other engineering and technologies, Monotonic function, 02 engineering and technology, Management Science and Operations Research, generalized variational inequality, Industrial and Manufacturing Engineering, nonatomic aggregative game, Computer Science - Computer Science and Game Theory, 0502 economics and business, Convergence (routing), FOS: Mathematics, 050207 economics, Mathematics - Optimization and Control, Finite set, Parametric statistics, Mathematics, media_common, Sequence, 021103 operations research, 05 social sciences, ComputingMilieux_PERSONALCOMPUTING, TheoryofComputation_GENERAL, Coupling (probability), Infinity, Optimization and Control (math.OC), variational equilibrium, Modeling and Simulation, Variational inequality, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], coupling aggregative constraints, Mathematical economics, monotone game, Computer Science and Game Theory (cs.GT)
Abstract

We define and analyze the notion of variational Wardrop equilibrium for nonatomic aggregative games with an infinity of players types. These equilibria are characterized through an infinite-dimensional variational inequality. We show, under monotonicity conditions, a convergence theorem enables to approximate such an equilibrium with arbitrary precision. To this end, we introduce a sequence of nonatomic games with a finite number of players types, which approximates the initial game. We show the existence of a symmetric Wardrop equilibrium in each of these games. We prove that those symmetric equilibria converge to an equilibrium of the infinite game, and that they can be computed as solutions of finite-dimensional variational inequalities. The model is illustrated through an example from smart grids: the description of a large population of electricity consumers by a parametric distribution gives a nonatomic game with an infinity of different players types, with actions subject to coupling constraints., arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1806.06230

Published
2022

212. The Advantages of Maintaining a Multitask, Project-Specific Bot: An Experience Report

Author

Zimmermann, Théo, Coolen, Julien, Gross, Jason, Pédrot, Pierre-Marie, Gilbert, Gaëtan, Institut de Recherche en Informatique Fondamentale (IRIF (UMR_8243)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Design, study and implementation of languages for proofs and programs (PI.R2), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut de Recherche en Informatique Fondamentale (IRIF (UMR_8243)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université Paris Cité (UPCité), Machine Intelligence Research Institute (MIRI), Gallinette : vers une nouvelle génération d'assistant à la preuve (GALLINETTE), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Nantes Université (Nantes Univ)

Subjects
Software Engineering (cs.SE), FOS: Computer and information sciences, Computer Science - Software Engineering, [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], Software
Abstract

Bots are becoming a popular method for automating basic everyday tasks in many software projects. This is true in particular because of the availability of many off-the-shelf task-specific bots that teams can quickly adopt (which are sometimes completed with additional task-specific custom bots). Based on our experience in the Coq project, where we have developed and maintained a multi-task project-specific bot, we argue that this alternative approach to project automation should receive more attention because it strikes a good balance between productivity and adaptibility. In this article, we describe the kind of automation that our bot implements, what advantages we have gained by maintaining a project-specific bot, and the technology and architecture choices that have made it possible. We draw conclusions that should generalize to other medium-sized software teams willing to invest in project automation without disrupting their workflows., arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2112.07365

Published
2022

213. Cross-cultural evaluation of a web application to support communication and collaboration among stakeholders of the school inclusion of children with ASD

Author

Saint-Supery, Isabeau, Sauzéon, Hélène, Maillart, Christelle, Neu, Nicolas, Meyer, Eric, Mazon, Cécile, Flowing Epigenetic Robots and Systems (Flowers), Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Bordeaux population health (BPH), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Unité de Logopédie Clinique [Liège], Université de Liège, Firah/CCAH/Klésia - Appel à projets Actifs Aidants 2019-2020, Région Nouvelle Aquitaine - ESR-2021, and AAATE

Subjects
[SCCO]Cognitive science, inclusive education, évaluation inter-culturelle, coéducation, conception participative, trouble du spectre de l'autisme, cross-cultural assessment, coeducation, autism spectrum disorder, participatory design, éducation inclusive, collaboration
Abstract

International audience; The schooling of children with autism spectrum disorder is a challenge that relies on all stakeholders (families, schools, and medical-social professionals). In many countries, the Individualized Education Plan (IEP) is a monitoring tool of the schooling process, implemented by the aforementioned stakeholders, but they face several barriers to the co-education process. The CoEd web app was designed using participatory methods in France, with interactive services for the children's follow-up and the three-way collaboration. CoEd applicability was assessed in Belgian cultural context (Walloon territory), as they experiences similar issues.The results showed comparable results between the two countries. The Belgian audience appreciated CoEd and would be ready to use it in real conditions, as is currently the case in France. Thus, this participatory design work developed a tool that meets the needs expressed by the French participants and those of stakeholders beyond French borders.; La scolarisation des enfants atteints de troubles du spectre autistique est un défi qui repose sur l'ensemble des acteurs (familles, écoles et professionnels médico-sociaux). Dans de nombreux pays, le plan d'éducation individualisé (PEI) est un outil de suivi du processus de scolarisation, mis en œuvre par les parties prenantes susmentionnées, mais celles-ci se heurtent à plusieurs obstacles dans le processus de coéducation. L'application web CoEd a été conçue en utilisant des méthodes participatives en France, avec des services interactifs pour le suivi des enfants et la collaboration tripartite. L'applicabilité de CoEd a été évaluée dans le contexte culturel belge (territoire wallon), étant donné que les deux pays connaissent des problèmes similaires. Le public belge a apprécié CoEd et serait prêt à l'utiliser dans des conditions réelles, comme c'est actuellement le cas en France. Ainsi, ce travail de conception participative a permis de développer un outil qui répond aux besoins exprimés par les participants français et à ceux des acteurs au-delà des frontières françaises.Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)

Published
2023

214. A Review of Core Operational Business-IT Alignment

Author

Andre, Pascal, Tamzalit, Dalila, Benjilany, Ali, Bruneliere, Hugo, Vérification pour l'Environnement et le LOgiciel (LS2N - équipe VELO), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Nantes Université (Nantes Univ), NaoMod - Nantes Software Modeling Group (LS2N - équipe NaoMod), Département Automatique, Productique et Informatique (IMT Atlantique - DAPI), IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)

Subjects
Business Process Modelling, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], Software Application Modelling, Enterprise Architecture, [INFO.INFO-CL]Computer Science [cs]/Computation and Language [cs.CL], Information Systems, Core Operational Business-IT Alignment
Abstract

International audience; In terms of competitiveness, Business-IT Alignment (BITA) is still a crucial challenge for business leaders and CIOs, especially in the context of Digital Transformation and time-to-market challenges. Core Operational BITA can be seen as a projection of BITA to the Enterprise Information System perimeter, i.e., the operational alignment between the business processes and supporting IT. It is a major source of issues (e.g., strong couplings, maintenance costs, technical debt, slow adaptation). These cause a misalignment and thus contribute to the well-known Business-IT Gap. In this paper, we review the current state of this operational alignment in the context of Enterprise Architecture (EA) i.e. between the Business Process layer and the Application layer. Our analysis focuses on the models used at the Business Process and Application layers, the existing or potential links between these layers, and the use of these links to carry out a core operational alignment and facilitate the detection of potential divergence points. As a result, we notably outline some current limitations, such as modelling disparities, misuse of links between the two layers and an under-coverage of real alignment processes. We also discuss some lessons learned and future challenges, mainly around modelling needs and consistency management between the two considered layers.

Published
2023

215. Automated ICS template for STRIDE Microsoft Threat Modeling Tool

Author

Da Silva, Mike, Puys, Maxime, Thevenon, Pierre-Henri, Mocanu, Stéphane, Nkawa, Nelson, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Control for Autonomic computing systems (CTRL-A ), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and CEA-LETI

Subjects
MTMT, IT, [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], Cybersecurity, Risk analysis, ICS, Security, SCADA, OT, Risk assessment
Abstract

International audience; Industrial Control Systems (ICS) are specific systems that combine information technology (IT) and operational technology (OT). Due to their interconnection and remote accessibility, they become a target for cyberattacks. As a result of their complexity and heterogeneity in terms of devices and communication protocols, specific security controls and risk analysis methods need to be developed. In particular, in order to reduce the effort of deployment of risk analysis on such complex systems, automated methods need to be provided. This paper deals with automation of the risk identification process for ICS using the STRIDE threat modeling framework. We extend the well-known STRIDE modeling tool, namely Microsoft Threat Modeling Tool (MTMT), with an incremental template dedicated to ICS and provide additional tools to automate the analysis using specific vulnerability extraction from Internet CVE databases

Published
2023

216. Compression quasi sans perte d'images satellites par filtrage de résidus

Author

Bacchus, Pascal, Roumy, Aline, Fraisse, Renaud, Guillemot, Christine, Analysis representation, compression and communication of visual data (Sirocco), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAL, IMAGE ET LANGAGE (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), and Airbus Defence and Space [Toulouse]

Subjects
[INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [STAT.ML]Statistics [stat]/Machine Learning [stat.ML], [SCCO.COMP]Cognitive science/Computer science
Abstract

National audience; We describe an end-to-end trainable neural network for satellite image compression. We first introduce a cost functioncombining a perceptual loss and the classical mean square error that significantly improves the performance of the proposedcompression solution. We then present a multi-loss balancing strategy to optimize the learning. Finally, we add a compression ofthe image residual with a specialised network to best preserve the high frequency details present in the satellite images.; Nous décrivons un réseau de neurones entraînable de bout en bout pour la compression d'images satellites. Nous introduisons d'abord une fonction de coût combinant une perte perceptuelle et l'erreur quadratique moyenne classique qui améliore de manière significative les performances de la solution de compression proposée. Nous présentons ensuite une stratégie d'équilibrage multi-objectifs pour optimiser l'apprentissage. Enfin, nous ajoutons une compression du résidu de l'image avec un réseau spécialisé pour préserver au mieux les détails à haute fréquence présents dans les images satellites.

Published
2023

217. Histoire Récente de la Sécurité des Contenus Multimédia Un Focus sur la Dissimulation d'Information

Author

Bas, Patrick, Doerr, Gwenael, Furon, Teddy, Puech, William, Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lille, Synamedia Technologies France [Rennes], Creating and exploiting explicit links between multimedia fragments (LinkMedia), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAL, IMAGE ET LANGAGE (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 [CRIStAL], Creating and exploiting explicit links between multimedia fragments [LinkMedia], and Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier [LIRMM]

Subjects
[INFO]Computer Science [cs]
Abstract

International audience; Digital watermarking and steganography are the two sides of the same information hiding in multimedia content. In this article, we will review the major technical advances of both domains, and we will highlight how these technologies have now become part of our everyday life.; Le tatouage numérique et la stéganographie sont les deux faces de la dissimulation d'information dans les contenus multimédia. Dans cet article, nous passons en revue les avancées techniques de ces deux domaines et nous indiquons comment ces technologies se sont installées dans notre vie de tous les jours.

Published
2023

218. Confidential Truth Finding with Multi-Party Computation

Author

Saadeh, Angelo, Senellart, Pierre, Bressan, Stéphane, Laboratoire Traitement et Communication de l'Information (LTCI), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Paris, CNRS@CREATE Ltd., Département d'informatique - ENS Paris (DI-ENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Value from Data (VALDA ), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Image & Pervasive Access Lab (IPAL), National University of Singapore (NUS)-Agency for science, technology and research [Singapore] (A*STAR)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institute for Infocomm Research - I²R [Singapore], School of computing [Singapore] (NUS), and National University of Singapore (NUS)

Subjects
Secret-sharing, [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], Uncertain data, Privacy, Truth finding, Secure multi-party computation
Abstract

International audience; Federated knowledge discovery and data mining are challenged to assess the trustworthiness of data originating from autonomous sources while protecting confidentiality and privacy. Truth-finding algorithms help corroborate data from disagreeing sources. For each query it receives, a truth-finding algorithm predicts a truth value of the answer, possibly updating the trustworthiness factor of each source. Few works, however, address the issues of confidentiality and privacy. We devise and present a secure secret-sharing-based multi-party computation protocol for pseudo-equality tests that are used in truth-finding algorithms to compute additions depending on a condition. The protocol guarantees confidentiality of the data and privacy of the sources. We also present a variants of a truth-finding algorithm that would make the computation faster when executed using secure multi-party computation. We empirically evaluate the performance of the proposed protocol on a state-of-the-art truth-finding algorithm, 3-Estimates, and compare it with that of the baseline plain algorithm. The results confirm that the secret-sharing-based secure multi-party algorithms are as accurate as the corresponding baselines but for proposed numerical approximations that significantly reduce the efficiency loss incurred.

Published
2023

219. Generative AI for Reengineering Variants into Software Product Lines: An Experience Report

Author

Acher, Mathieu, Martinez, Jabier, Diversity-centric Software Engineering (DiverSe), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA), TECNALIA France, and Tecnalia

Subjects
software product line, reverse engineering, variant, generative AI, variability, large language model, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], configuration
Abstract

International audience; The migration and reengineering of existing variants into a software product line (SPL) is an error-prone and time-consuming activity. Many extractive approaches have been proposed, spanning different activities from feature identification and naming to the synthesis of reusable artefacts. In this paper, we explore how large language model (LLM)-based assistants can support domain analysts and developers. We revisit four illustrative cases of the literature where the challenge is to migrate variants written in different formalism (UML class diagrams, Java, GraphML, statecharts). We systematically report on our experience with ChatGPT-4, describing our strategy to prompt LLMs and documenting positive aspects but also failures. We compare the use of LLMs with state-of-the-art approach, BUT4Reuse. While LLMs offer potential in assisting domain analysts and developers in transitioning software variants into SPLs, their intrinsic stochastic nature and restricted ability to manage large variants or complex structures necessitate a semiautomatic approach, complete with careful review, to counteract inaccuracies.

Published
2023

220. Démélange, déconvolution et débruitage conjoints d’un modèle convolutif parcimonieux avec dérive instrumentale, par pénalisation de rapports de normes ou quasi-normes lissées (PENDANTSS)

Author

Zheng, Paul, Chouzenoux, Emilie, Duval, Laurent, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University (RWTH), OPtimisation Imagerie et Santé (OPIS), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de vision numérique (CVN), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay, IFP Energies nouvelles (IFPEN), and European Project: ERC-2019-STG-850925,MAJORIS(2020)

Subjects
Signal Processing (eess.SP), FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Electrical Engineering and Systems Science - Signal Processing, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract

Denoising, detrending, deconvolution: usual restoration tasks, traditionally decoupled. Coupled formulations entail complex ill-posed inverse problems. We propose PENDANTSS for joint trend removal and blind deconvolution of sparse peak-like signals. It blends a parsimonious prior with the hypothesis that smooth trend and noise can somewhat be separated by low-pass filtering. We combine the generalized pseudo-norm ratio SOOT/SPOQ sparse penalties $\ell_p/\ell_q$ with the BEADS ternary assisted source separation algorithm. This results in a both convergent and efficient tool, with a novel Trust-Region block alternating variable metric forward-backward approach. It outperforms comparable methods, when applied to typically peaked analytical chemistry signals. Reproducible code is provided: https://github.com/paulzhengfr/PENDANTSS., Comment: in French language

Published
2023

221. Implicit Differentiation for Hyperparameter Tuning the Weighted Graphical Lasso

Author

Pouliquen, Can, Gonçalves, Paulo, Massias, Mathurin, Vayer, Titouan, Optimisation, Connaissances pHysiques, Algorithmes et Modèles (OCKHAM), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Inria Lyon, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire de Droit des Affaires et Nouvelles Technologies (DANTE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), ANR-19-CHIA-0009,AllegroAssai,Algorithmes, Approximations, Parcimonie et Plongements pour l'IA(2019), Dynamic Networks : Temporal and Structural Capture Approach (DANTE), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Optimization, Computer Science - Machine Learning, Implicit differentiation, Machine Learning (stat.ML), Hyperparameter Selection, Machine Learning (cs.LG), Graphical Lasso, Optimization and Control (math.OC), Statistics - Machine Learning, FOS: Mathematics, [INFO]Computer Science [cs], [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Mathematics - Optimization and Control
Abstract

International audience; We provide a framework and algorithm for tuning the hyperparameters of the Graphical Lasso via a bilevel optimizationproblem solved with a first-order method. In particular, we derive the Jacobian of the Graphical Lasso solution with respect to itsregularization hyperparameters.

Published
2023

222. On Programming Variability with Large Language Model-based Assistant

Author

Acher, Mathieu, Duarte, José, Jézéquel, Jean-Marc, Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Diversity-centric Software Engineering (DiverSe), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Séville | University of Seville | Universidad de Sevilla, ACM, and Université de Rennes (UR)

Subjects
variants, variability, generative AI, software product lines, large language model, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], programming
Abstract

International audience; Programming variability is central to the design and implementation of software systems that can adapt to a variety of contexts and requirements, providing increased flexibility and customization. Managing the complexity that arises from having multiple features, variations, and possible configurations is known to be highly challenging for software developers. In this paper, we explore how large language model (LLM)-based assistants can support the programming of variability. We report on new approaches made possible with LLM-based assistants, like: features and variations can be implemented as prompts; augmentation of variability out of LLM-based domain knowledge; seamless implementation of variability in different kinds of artefacts, programming languages, and frameworks, at different binding times (compile-time or run-time). We are sharing our data (prompts, sessions, generated code, etc.) to support the assessment of the effectiveness and robustness of LLMs for variability-related tasks.

Published
2023

223. Estimation de mouvement rétrospective pour l'IRM cérébrale foetale

Author

Mercier, Chloé, Faisan, Sylvain, Pron, Alexandre, Girard, Nadine, Auzias, Guillaume, Chonavel, Thierry, Rousseau, François, Département lmage et Traitement Information (IMT Atlantique - ITI), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Equipe Models and AlgoriThms for pRocessIng and eXtracting information (Lab-STICC_MATRIX), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Neurosciences de la Timone (INT), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Equipe NEMESIS - Centre de Recherches de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (NEMESIS-CRICM), Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (CRICM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Mathematical and Electrical Engineering (IMT Atlantique - MEE), Laboratoire de Traitement de l'Information Medicale (LaTIM), Université de Brest (UBO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), Université de Brest (UBO), SIMulation pARTiculaire de Modèles Stochastiques (SIMSMART), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
imagerie par résonance magnétique, recalage, imagerie cérébrale, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, IRM
Abstract

International audience; L'imagerie par résonance magnétique (IRM) foetale permet d'étudier le développement cérébral. Cependant, les mouvements de l'enfant et de la mère pendant l'acquisition entraînent des artefacts sur les images. Des séquences IRM utltra-rapides, permettent de réduire les artefacts mais du mouvement persiste entre les coupes. Nous proposons une méthode permettant de corriger le mouvement entre les coupes, basée sur l'intersection entre les coupes orthogonales, ainsi qu'une nouvelle méthode pour la détection des coupes mal recalées.

Published
2023

224. Formes d'ondes bio-inspirées : de la chauve-souris au radar

Author

Torre, Anthony, Taylor, Abigael, Poullin, Dominique, Chonavel, Thierry, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau], ONERA-Université Paris-Saclay, Département Mathematical and Electrical Engineering (IMT Atlantique - MEE), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Equipe Models and AlgoriThms for pRocessIng and eXtracting information (Lab-STICC_MATRIX), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), SIMulation pARTiculaire de Modèles Stochastiques (SIMSMART), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
[SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract

International audience; Comme toute technologie le radar évolue et fait face à de nombreuses problématiques (management de spectre, traitement du clutter, amélioration de la résolution, ...). Cela conduit à la création et l'optimisation de nouvelles formes d'ondes conjointement à leur traitement. Pour y parvenir, nous avons orienté notre étude sur des signaux bio-inspirés de ceux des chauvessouris et observé les avantages potentiels à utiliser de telles formes d'ondes. Cet article présente une comparaison entre des formes d'ondes dites classiques en radar et une autre bio-inspirée en analysant notamment leurs réponses à un traitement usuel. La modélisation de cette forme d'onde bio-inspirée permet de comparer plusieurs stratégies de modulation fréquentielle au sein d'une impulsion. Les bornes de Cramér-Rao sont calculées afin de quantifier les capacités d'estimation en retard et Doppler de chaque forme d'onde.

Published
2023

225. Segmentation à faible coût des délais réseau basée sur le regroupement hiérarchique

Author

GHANDI, Sanaa, Reiffers-Masson, Alexandre, Vaton, Sandrine, Chonavel, Thierry, Département Informatique (IMT Atlantique - INFO), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Equipe Math & Net (Lab-STICC_MATHNET), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Département Mathematical and Electrical Engineering (IMT Atlantique - MEE), Equipe Models and AlgoriThms for pRocessIng and eXtracting information (Lab-STICC_MATRIX), SIMulation pARTiculaire de Modèles Stochastiques (SIMSMART), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
clustering hiérarchique, algorithme de Viterbi, segmentation des séries temporelles, délais dans les réseaux, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract

International audience; Les mesures de délai Internet sont importantes pour la supervision des réseaux. En particulier, la caractérisation des délais est utile pour la surveillance des infrastructures et l'analyse des incidents. Cet article explore l'utilisation du regroupement hiérarchique pour la segmentation multivariée des délais réseaux. Cette méthode identifie les corrélations spatiales et segmente conjointement les séries temporelles au sein d'un même groupe de délais. Une étape de lissage utilisant l'algorithme de Viterbi est proposée comme post-traitement pour mieux intégrer la dépendance temporelle. Cette méthode globale est évaluée sur un ensemble de données réelles, mettant en évidence des performances satisfaisantes et un coût de calcul limité.

Published
2023

226. Intervalles de confiance pour l'estimation de superficies à partir d'images satellitaires

Author

Lambert, Benjamin, Forbes, Florence, Doyle, Senan, Tucholka, Alan, Dojat, Michel, [GIN] Grenoble Institut des Neurosciences (GIN), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), Pixyl, Modèles statistiques bayésiens et des valeurs extrêmes pour données structurées et de grande dimension (STATIFY), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)

Subjects
Images satellite, [INFO.INFO-TI]Computer Science [cs]/Image Processing [eess.IV], Incertitude, Intervalles de confiance, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract

International audience; La segmentation des images satellites permet d'extraire des métriques de haut-niveau telle que la superficie d'une région d'intérêt. Cependant, ces estimations sont rarement équipées d'intervalles de confiance, ce qui met en cause la fiabilité des algorithmes. Dans cette étude, nous proposons un nouveau modèle de segmentation, TriadNet, qui permet d'obtenir la segmentation de l'image associée à un intervalle de confiance concernant les superficies, en moins de 0.05s par image. L'intérêt de notre approche est démontré sur deux tâches distinctes : la segmentation de bâtiments et de routes, à partir d'images satellite.

Published
2023

227. Learning a Riemannian manifold for the analysis-synthesis of nonstationary sounds

Author

Han, Han, Lostanlen, Vincent, Lagrange, Mathieu, Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ), Signal, IMage et Son (LS2N - équipe SIMS ), and Nantes Université (Nantes Univ)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)

Subjects
[SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-SD]Computer Science [cs]/Sound [cs.SD]
Abstract

International audience; Computer sound matching poses an inverse problem, namely, the identification of resynthesis parameters. Borrowing from the differentiable digital signal processing (DDSP) framework, we propose to automate its resolution by training a deep neural network. In this context, we aim to reach a compromise between the computational efficiency of parametric loss (P-loss) versus the psychoacoustical fidelity of spectral loss. Our approach, named ``perceptual--neural--physical'' (PNP), estimates the Riemannian metric which is associated to the composition between parametric synthesis and time--frequency scattering. By doing so, we locally linearize spectral loss and accelerate convergence. Furthermore, resorting to Tikhonov regularization improves the conditioning of the inverse problem. On an analysis--synthesis task for musical arpeggios, PNP training outperforms state-of-the-art methods P-loss (wav2shape) and STFT-based DDSP, as measured in terms of JTFS-based similarity between reference signal and reconstructed signal.; La transformation de sons par ordinateur pose un problème inverse d'identification des paramètres de resynthèse adéquats. Empruntant au formalisme du traitement du signal différentiable (DDSP), nous proposons d'automatiser sa résolution par entrainement d'un réseau de neurones profond. Dans ce contexte, nous visons un compromis entre l'efficacité computationnelle de la perte paramétrique et la fidélité psychoacoustique de la perte spectrale. Notre approche, baptisée perceptuelle-neuronalephysique (PNP), consiste à estimer la métrique riemannienne associée à la composition entre synthèse paramétrique et diffusion temps-fréquence (JTFS). Ce faisant, nous linéarisons localement la perte spectrale et accélérons la convergence. De plus, le recours à une régularisation de Tikhonov améliore le conditionnement du problème inverse. Par rapport à l'état de l'art (wav2shape et DDSP), et pour une tâche difficile d'analyse-synthèse d'arpège musical, l'entrainement via PNP rapproche le signal reconstruit du signal de référence, d'après une mesure de similarité de timbre fondée sur la JTFS.

Published
2023

228. Incremental Constrained Clustering by Minimal Weighted Modification

Author

Beauchamp, Aymeric, Dao, Thi-Bich-Hanh, Loudni, Samir, Vrain, Christel, Laboratoire d'Informatique Fondamentale d'Orléans (LIFO), Université d'Orléans (UO)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Théorie, Algorithmes et Systèmes en Contraintes (LS2N - équipe TASC ), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Nantes Université (Nantes Univ), Groupe de Recherche en Informatique, Image et Instrumentation de Caen (GREYC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Andre Augusto Cire, and Roland H. C. Yap

Subjects
Constrained clustering, Constraint programming, Incremental Clustering, Semi-supervised Clustering, User feedback, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract

International audience; Clustering is a well-known task in Machine Learning that aims at grouping instances according to their similarity. It is unsupervised and therefore difficult to tune without human input. In constrained clustering, subject matter experts (SME) can incorporate knowledge through constraints in the clustering algorithm. Involving an expert results in an incremental process where expert constraints are added on the fly, iteratively.Although satisfying the constraints is crucial, successive partitions should look alike to avoid disturbing the expert. In this paper, we present an incremental constrained clustering framework integrating active query strategies and a constraint programming model to fit the expert's expectations while preserving cluster structure, so that the user can understand the process and apprehend its impact. Our model supports instance and group-level constraints, which can be relaxed. Experiments on reference datasets and a case study related to the analysis of satellite image time series show the relevance of our framework.

Published
2023

229. Combined transcriptomics and metabolomics in the whole blood to depict feed efficiency in pigs

Author

Juigné, Camille, Becker, Emmanuelle, Gondret, Florence, Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences (Dyliss), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), and Région Bretagne, Métaprogramme DigitBio de l'INRAE.

Subjects
Feed efficiency, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM]
Abstract

Les informations bibliographiques du livre des résumés sont à venir après la fin du congrès.; International audience; Feed efficiency is a research priority to support a sustainable meat production, but it is also recognized as a complex trait that integrates multiple biological pathways orchestrated in and by various tissues. This study aims to determine the relationships between biological entities underlying the interindividual variation of feed efficiency in growing pigs. The feed conversion ratio (FCR) was calculated from a total of 47 Large White pigs from a divergent selection for residual feed intake and fed high starch or high-fat high fiber diets during 58 days. We considered transcriptomics (60 k porcine microarray) and metabolomics (1H-NMR analysis and target gas chromatography) datasets obtained in the whole blood of pigs at the end of the trial. We studied whether connecting these two levels of biological organization will help for a better understanding of the key biological processes driving the phenotypic difference in feed efficiency. We identified 33 weighted gene co-expression networks (WGCNA) in the whole blood (13 to 2,491 unique genes). The eigengenes of six modules were correlated to FCR (P < 0.05). Most of these modules were enriched in genes participating in immune and defense-related processes. Profiles in circulating metabolites and fatty acids were summarized by weighed linear combinations from principal component analyses, and correlated to the eigengenes of the co-expressed genes modules. A significant association was found between a module of coexpressed genes participating to T cell receptor signaling and cell development process and related to FCR, and the circulating concentrations of omega-3 fatty acids. Finally, we provided a new method to integrate those experimental data and the public knowledge from metabolic pathway networks databases, to show where and how these molecules at different levels of biological organization participate and interact with each other. Databases of biological pathways in BioPAX format, represented by graphs, were queried to identify participants of interest in interactions. Altogether, these different approaches will help to depict biological systems and understand complex traits such as feed efficiency.

Published
2023

230. Automatically Inferring the Document Class of a Scientific Article

Author

Gauquier, Antoine, Senellart, Pierre, Value from Data (VALDA ), Département d'informatique - ENS Paris (DI-ENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Nord Europe), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Télécom Paris, Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), and ANR-19-P3IA-0001,PRAIRIE,PaRis Artificial Intelligence Research InstitutE(2019)

Subjects
Document class, Information extraction, Image classification, [INFO.INFO-IR]Computer Science [cs]/Information Retrieval [cs.IR], Information systems, Scholarly articles, PDF
Abstract

International audience; We consider the problem of automatically inferring the (LaTeX) document class used to write a scientific article from its PDF representation. Applications include improving the performance of information extraction techniques that rely on the style used in each document class, or determining the publisher of a given scientific article. We introduce two approaches: a simple classifier based on hand-coded document style features, as well as a CNN-based classifier taking as input the bitmap representation of the first page of the PDF article. We experiment on a dataset of around 100k articles from arXiv, where labels come from the source LaTeX document associated to each article. Results show the CNN approach significantly outperforms that based on simple document style features, reaching over 90% average F1-score on a task to distinguish among several dozens of the most common document classes.

Published
2023

231. How to (Virtually) Train Your Speaker Localizer

Author

Srivastava, Prerak, Deleforge, Antoine, Politis, Archontis, Vincent, Emmanuel, Speech Modeling for Facilitating Oral-Based Communication (MULTISPEECH), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Natural Language Processing & Knowledge Discovery (LORIA - NLPKD), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and University of Tampere [Finland]

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Sound (cs.SD), Computer Science - Sound, localization, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], image source, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Audio and Speech Processing (eess.AS), [INFO.INFO-SD]Computer Science [cs]/Sound [cs.SD], FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, room acoustic simulation, directivity, direction-of-arrival, Electrical Engineering and Systems Science - Audio and Speech Processing
Abstract

Learning-based methods have become ubiquitous in speaker localization. Existing systems rely on simulated training sets for the lack of sufficiently large, diverse and annotated real datasets. Most room acoustics simulators used for this purpose rely on the image source method (ISM) because of its computational efficiency. This paper argues that carefully extending the ISM to incorporate more realistic surface, source and microphone responses into training sets can significantly boost the real-world performance of speaker localization systems. It is shown that increasing the training-set realism of a state-of-the-art direction-of-arrival estimator yields consistent improvements across three different real test sets featuring human speakers in a variety of rooms and various microphone arrays. An ablation study further reveals that every added layer of realism contributes positively to these improvements., Comment: Published in INTERSPEECH 2023

Published
2023

232. Learning meshless parameterization with graph convolutional neural networks

Author

Giannelli, Carlotta, Imperatore, Sofia, Mantzaflaris, Angelos, Scholz, Felix, Dipartimento di Matematica e Informatica 'Ulisse Dini' [Firenze] (DIMAI UniFI), Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA), AlgebRe, geOmetrie, Modelisation et AlgoriTHmes (AROMATH), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-National and Kapodistrian University of Athens (NKUA), Institute of Applied Geometry [Linz], Johannes Kepler Universität Linz (JKU), PHC GALILEE project 47786N, and European Project: 860843,H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions,GRAPES(2019)

Subjects
meshless parameterization, geometric deep learning, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], surface reconstruction, least squares fitting, graph convolutional neural networks, [INFO.INFO-IA]Computer Science [cs]/Computer Aided Engineering
Abstract

International audience; This paper proposes a deep learning approach for parameterizing an unorganized or scattered point cloud in R 3 with graph convolutional neural networks. It builds upon a graph convolutional neural network that predicts the weights (called parameterization weights) of certain convex combinations that lead to a mapping of the 3D points into a planar parameter domain. First, we compute a radius neighbours graph that yields proximity information to each 3D point in the cloud. This radius graph is then converted to its line graph, which encodes edge adjacencies, and is equipped with appropriate weights. The line graph is used as input to a graph convolutional neural network trained to predict optimal parameterizations. The proposed model outperforms closed-form choices of the parameterization weights and produces high quality parameterizations for surface reconstruction schemes.

Published
2023

233. Precise Segmentation for Children Handwriting Analysis by Combining Multiple Deep Models with Online Knowledge

Author

Corbillé, Simon, Anquetil, Eric, Fromont, Elisa, Intuitive user-interaction for document (INTUIDOC), SIGNAL, IMAGE ET LANGAGE (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Large Scale Collaborative Data Mining (LACODAM), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and HYAIAI

Subjects
Handwriting Recognition and Segmentation, Seq2Seq network, R-CNN object detector, French Children Handwriting, [INFO]Computer Science [cs]
Abstract

International audience; We present a strategy, called Seq2Seg, to reach both precise and accurate recognition and segmentation for children handwritten words. Reaching such high performance for both tasks is necessary to give personalized feedback to children who are learning how to write. The first contribution is to combine the predictions of an accurate Seq2Seq model with the predictions of a R-CNN object detector. The second one is to refine the bounding box predictions provided by the detector with a segmentation lattice computed from the online signal. An ablation study shows that both contributions are relevant, and their combination is efficient enough for immediate feedback and achieves state of the art results even compared to more informed systems.

Published
2023

234. MEG Encoding using Word Context Semantics in Listening Stories

Author

Reddy Oota, Subba, Trouvain, Nathan, Alexandre, Frederic, Hinaut, Xavier, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Maladies Neurodégénératives [Bordeaux] (IMN), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mnemonic Synergy (Mnemosyne), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut des Maladies Neurodégénératives [Bordeaux] (IMN), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and INTERSPEECH

Subjects
MEG, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], human-computer interaction, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, context length, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], [SCCO.LING]Cognitive science/Linguistics, brain encoding, syntax, semantics, [INFO.INFO-CL]Computer Science [cs]/Computation and Language [cs.CL], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract

International audience; Brain encoding is the process of mapping stimuli to brain activity. There is a vast literature on linguistic brain encoding for functional MRI (fMRI) related to syntactic and semantic representations. Magnetoencephalography (MEG), with higher temporal resolution than fMRI, enables us to look more precisely at the timing of linguistic feature processing. Unlike MEG decoding, few studies on MEG encoding using natural stimuli exist. Existing ones on story listening focus on phoneme and simple word-based features, ignoring more abstract features such as context, syntactic and semantic aspects. Inspired by previous fMRI studies, we study MEG brain encoding using basic syntactic and semantic features, with various context lengths and directions (past vs. future), for a dataset of 8 subjects listening to stories. We find that BERT representations predict MEG significantly but not other syntactic features or word embeddings (e.g. GloVe), allowing us to encode MEG in a distributed way across auditory and language regions in time. In particular, past context is crucial in obtaining significant results.

Published
2023

235. Unsupervised speech enhancement with deep dynamical generative speech and noise models

Author

Lin, Xiaoyu, Leglaive, Simon, Girin, Laurent, Alameda-Pineda, Xavier, Vers des robots à l’intelligence sociale au travers de l’apprentissage, de la perception et de la commande (ROBOTLEARN), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), GIPSA - Cognitive Robotics, Interactive Systems, & Speech Processing (GIPSA-CRISSP), GIPSA Pôle Parole et Cognition (GIPSA-PPC), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Grenoble Alpes (UGA), ANR-19-P3IA-0003,MIAI,MIAI @ Grenoble Alpes(2019), ANR-19-CE33-0008,ML3RI,Apprentissage de bas-niveau d'ineractions robotiques multi-modales avec plusieurs personnes(2019), and European Project: 871245,H2020-EU.2.1.1. - INDUSTRIAL LEADERSHIP - Leadership in enabling and industrial technologies - Information and Communication Technologies (ICT),SPRING(2020)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Sound (cs.SD), Computer Science - Machine Learning, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Audio and Speech Processing (eess.AS), FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Computer Science - Sound, Machine Learning (cs.LG), Electrical Engineering and Systems Science - Audio and Speech Processing, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract

International audience; This work builds on a previous work on unsupervised speech enhancement using a dynamical variational autoencoder (DVAE) as the clean speech model and non-negative matrix factorization (NMF) as the noise model. We propose to replace the NMF noise model with a deep dynamical generative model (DDGM) depending either on the DVAE latent variables, or on the noisy observations, or on both. This DDGM can be trained in three configurations: noise-agnostic, noise-dependent and noise adaptation after noise-dependent training. Experimental results show that the proposed method achieves competitive performance compared to state-of-the-art unsupervised speech enhancement methods, while the noise-dependent training configuration yields a much more time-efficient inference process.

Published
2023

236. Speech Taskonomy: Which Speech Tasks are the most Predictive of fMRI Brain Activity?

Author

Reddy Oota, Subba, Veeral, Agarwal, Mounika, Marreddy, Manish, Gupta, Bapi, Raju Surampudi, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mnemonic Synergy (Mnemosyne), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut des Maladies Neurodégénératives [Bordeaux] (IMN), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), International Institute of Information Technology, Hyderabad [Hyderabad] (IIIT-H), and Microsoft Research (MSR)

Subjects
computational paralinguistics, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], human-computer interaction, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, FMRI = functional MRI, speech recognition, Speech Downstream Tasks, Brain Encoding, [INFO.INFO-CL]Computer Science [cs]/Computation and Language [cs.CL], Transfomers, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract

International audience; Self-supervised speech based models have been found to be successful in predicting brain recordings of subjects experiencing naturalistic story listening. Inspired by the recent progress on deep learning models for various speech-processing tasks, existing literature has leveraged pretrained speech Transformer models for brain encoding. However, there is no work on exploring the efficacy of task-specific finetuned Transformer representations for this task. Hence, in this paper, we explore transfer learning from representations finetuned for eight different tasks from Speech processing Universal PERformance Benchmark (SUPERB) for predicting brain responses. Encoding models based on task features are used to predict activity in different regions across the whole brain, and also in language and auditory brain regions. Our experiments on finetuning the Wav2Vec2.0 model for these eight tasks show that the model finetuned on automatic speech recognition (ASR) yields the best encoding performance for the whole brain, language and auditory regions.

Published
2023

237. BPNet: Bézier Primitive Segmentation on 3D Point Clouds

Author

Fu, Rao, Wen, Cheng, Li, Qian, Xiao, Xiao, Alliez, Pierre, Geometric Modeling of 3D Environments (TITANE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Computer Vision and Pattern Recognition (cs.CV), [INFO]Computer Science [cs]
Abstract

International audience; This paper proposes BPNet, a novel end-to-end deep learning framework to learn Bézier primitive segmentation on 3D point clouds. The existing works treat different primitive types separately, thus limiting them to finite shape categories. To address this issue, we seek a generalized primitive segmentation on point clouds. Taking inspiration from Bézier decomposition on NURBS models, we transfer it to guide point cloud segmentation casting off primitive types. A joint optimization framework is proposed to learn Bézier primitive segmentation and geometric fitting simultaneously on a cascaded architecture. Specifically, we introduce a soft voting regularizer to improve primitive segmentation and propose an auto-weight embedding module to cluster point features, making the network more robust and generic. We also introduce a reconstruction module where we successfully process multiple CAD models with different primitives simultaneously. We conducted extensive experiments on the synthetic ABC dataset and real-scan datasets to validate and compare our approach with different baseline methods. Experiments show superior performance over previous work in terms of segmentation, with a substantially faster inference speed.

Published
2023

238. Cryptanalysis of rank-metric schemes based on distorted Gabidulin codes

Author

Briaud, Pierre, Loidreau, Pierre, Sorbonne Université (SU), Cryptologie symétrique, cryptologie fondée sur les codes et information quantique (COSMIQ), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), DGA Maîtrise de l'information (DGA.MI), Direction générale de l'Armement (DGA), Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Agro Rennes Angers, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
[INFO]Computer Science [cs]
Abstract

International audience; In this work, we introduce a new attack for the Loidreau scheme [PQCrypto 2017] and its more recent variant LowMS. This attack is based on a constrained linear system for which we provide two solving approaches: the first one is an enumeration algorithm inspired from combinatorial attacks on the Rank Decoding (RD) Problem. While the attack technique remains very simple, it allows us to obtain the best known structural attack on the parameters of these two schemes. the second one is to rewrite it as a bilinear system over Fq. Even if Gröbner basis techniques on this second system seem infeasible, we provide a detailed analysis of the first degree fall polynomials which arise when applying such algorithms.

Published
2023

239. CFD STUDY OF THERMOCLINE FORMATION IN STRATIFIED WATER STORAGE: CONSIDERATION OF A SECOND-ORDER BOUSSINESQ APPROXIMATION TO MODEL BUOYANCY EFFECTS AND ITS APPLICATION TO ASSESS THE IMPACT OF OPERATING CONDITIONS

Author

Ferre, Alexis, Pouvreau, Jérôme, Serra, Sylvain, Manceau, Rémi, Bruch, Arnaud, Institut Pluridisciplinaire de recherche appliquée en génie pétrolier (IPRA), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA), Commissariat Energie Atomique (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), CEA LITEN Grenoble, Laboratoire de Génie Thermique Énergétique et Procédés (EA1932) (LATEP), Laboratoire de Mathématiques et de leurs Applications [Pau] (LMAP), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Computational AGility for internal flows sImulations and compaRisons with Experiments (CAGIRE), Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], Second-order Boussinesq approximation, Thermal initial state, Flow rate ramps, Thermal storage, Thermocline, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation
Abstract

International audience; Thermal storages are components used in energy systems, such as district heating networks or thermal power plants, in order to decouple the supply of heat from its use. Usage rate of monophasic thermocline storages is highly dependent on the thermal gradient zone inside the fluid, also named thermocline. While thermal stratification results of a formation phase followed by a degradation phase, the early stages of thermocline establishment is primarily responsible for its thickness. CFD allow to consider the multiple physical phenomena involved during the thermocline formation, in particular the buoyancy effects. These effects are usually considered by selecting either a variable density with respect to the temperature or a constant one by using the commonly used (first-order) Boussinesq approximation. However, the former approach implies an increased computational cost, and the latter is only valid for an unclear validity range of temperature difference. Hence, this article suggests the use of a second-order Boussinesq approximation, coupled with a RANS turbulence approach, to better account for buoyancy effects in a turbulent water flow submitted to a large temperature differences. CFD results obtained with a quadratic Boussinesq approximation are similar to the one obtained with a variable density but with a computation time reduced by half. This approach is applied to the issue of reducing the thermocline thickness during its creation and the impact of linear flow rate ramps is assessed on both a uniform and initially stratified storage. On an initially cold tank, results show that the longer the ramp time, the thinner the thermocline. In contrast, on the initially stratified tank tested, a gradual injection shows no significant reduction of the thermocline thickness. This can be relevant when performing storage management enhancement.

Published
2023

240. GAP: Differentially Private Graph Neural Networks with Aggregation Perturbation

Author

Sajadmanesh, Sina, Shahin Shamsabadi, Ali, Bellet, Aurélien, Gatica-Perez, Daniel, IDIAP Research Institute, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), The Alan Turing Institute, Machine Learning in Information Networks (MAGNET), Inria Lille - Nord Europe, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-20-CE23-0015,PRIDE,Apprentissage automatique décentralisé et préservant la vie privée(2020), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne [EPFL], and Machine Learning in Information Networks [MAGNET]

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Computer Science - Machine Learning, Computer Science - Cryptography and Security, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [STAT.ML]Statistics [stat]/Machine Learning [stat.ML], Cryptography and Security (cs.CR), Machine Learning (cs.LG)
Abstract

In this paper, we study the problem of learning Graph Neural Networks (GNNs) with Differential Privacy (DP). We propose a novel differentially private GNN based on Aggregation Perturbation (GAP), which adds stochastic noise to the GNN's aggregation function to statistically obfuscate the presence of a single edge (edge-level privacy) or a single node and all its adjacent edges (node-level privacy). Tailored to the specifics of private learning, GAP's new architecture is composed of three separate modules: (i) the encoder module, where we learn private node embeddings without relying on the edge information; (ii) the aggregation module, where we compute noisy aggregated node embeddings based on the graph structure; and (iii) the classification module, where we train a neural network on the private aggregations for node classification without further querying the graph edges. GAP's major advantage over previous approaches is that it can benefit from multi-hop neighborhood aggregations, and guarantees both edge-level and node-level DP not only for training, but also at inference with no additional costs beyond the training's privacy budget. We analyze GAP's formal privacy guarantees using R\'enyi DP and conduct empirical experiments over three real-world graph datasets. We demonstrate that GAP offers significantly better accuracy-privacy trade-offs than state-of-the-art DP-GNN approaches and naive MLP-based baselines. Our code is publicly available at https://github.com/sisaman/GAP., Comment: Accepted at USENIX Security '23

Published
2023
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241. Hash Gone Bad: Automated discovery of protocol attacks that exploit hash function weaknesses

Author

Cheval, Vincent, Cremers, Cas, Dax, Alexander, Hirschi, Lucca, Jacomme, Charlie, Kremer, Steve, Programming securely with cryptography (PROSECCO), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Helmholtz Center for Information Security [Saarbrücken] (CISPA), Proof techniques for security protocols (PESTO), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Formal Methods (LORIA - FM), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-20-CHIA-0024,ASAP,Des outils pour la vérification symbolique automatisée de protocoles cryptographiques déployés(2020), and ANR-22-PECY-0006,SVP,Verification of Security Protocols(2022)

Subjects
[INFO]Computer Science [cs]
Abstract

International audience; Most cryptographic protocols use cryptographic hash functions as a building block. The security analyses of these protocols typically assume that the hash functions are perfect (such as in the random oracle model). However, in practice, most widely deployed hash functions are far from perfect-and as a result, the analysis may miss attacks that exploit the gap between the model and the actual hash function used. We develop the first methodology to systematically discover attacks on security protocols that exploit weaknesses in widely deployed hash functions. We achieve this by revisiting the gap between theoretical properties of hash functions and the weaknesses of real-world hash functions, from which we develop a lattice of threat models. For all of these threat models, we develop fine-grained symbolic models. Our methodology's fine-grained models cannot be directly encoded in existing state-of-the-art analysis tools by just using their equational reasoning. We therefore develop extensions for the two leading tools, TAMARIN and PROVERIF. In extensive case studies using our methodology, the extended tools rediscover all attacks that were previously reported for these protocols and discover several new variants.

Published
2023

242. Automated Analysis of Protocols that use Authenticated Encryption: Analysing the Impact of the Subtle Differences between AEADs on Protocol Security

Author

Cremers, Cas, Dax, Alexander, Jacomme, Charlie, Zhao, Mang, Helmholtz Center for Information Security [Saarbrücken] (CISPA), Programming securely with cryptography (PROSECCO), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), USENIX, and ANR-22-PECY-0006,SVP,Verification of Security Protocols(2022)

Subjects
[INFO]Computer Science [cs]
Abstract

International audience; Many modern security protocols such as TLS, WPA2, WireGuard, and Signal use a cryptographic primitive called Authenticated Encryption (optionally with Authenticated Data), also known as an AEAD scheme. AEAD is a variant of symmetric encryption that additionally provides authentication. While authentication may seem to be a straightforward additional requirement, it has in fact turned out to be complex: many different security notions for AEADs are still being proposed, and several recent protocol-level attacks exploit subtle behaviors that differ among real-world AEAD schemes. We provide the first automated analysis method for protocols that use AEADs that can systematically find attacks that exploit the subtleties of the specific type of AEAD used. This can then be used to analyze specific protocols with a fixed AEAD choice, or to provide guidance on which AEADs might be (in)sufficient to make a protocol design secure. We develop generic symbolic AEAD models, which we instantiate for the Tamarin prover. Our approach can automatically and efficiently discover protocol attacks that could previously only be found using manual inspection, such as the Salamander attack on Facebook's message franking, and attacks on SFrame and YubiHSM. Furthermore, our analysis reveals undesirable behaviors of several other protocols.

Published
2023

243. A comprehensive, formal and automated analysis of the EDHOC protocol

Author

Jacomme, Charlie, Klein, Elise, Kremer, Steve, Racouchot, Maïwenn, Programming securely with cryptography (PROSECCO), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Helmholtz Center for Information Security [Saarbrücken] (CISPA), Proof techniques for security protocols (PESTO), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Formal Methods (LORIA - FM), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work has been partly supported by the ANR Research and teaching chair in AI ASAP (ANR-20-CHIA-0024) and ANR France 2030 project SVP (ANR-22-PECY-0006)., ANR-20-CHIA-0024,ASAP,Des outils pour la vérification symbolique automatisée de protocoles cryptographiques déployés(2020), and ANR-22-PECY-0006,SVP,Verification of Security Protocols(2022)

Subjects
[INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR]
Abstract

International audience; EDHOC is a key exchange proposed by IETF's Lightweight Authenticated Key Exchange (LAKE) Working Group (WG). Its design focuses on small message sizes to be suitable for constrained IoT communication technologies. In this paper we provide an in-depth formal analysis of EDHOC-draft version 12, taking into account the different proposed authentication methods and various options. For our analysis we use the SAPIC + protocol platform that allows to compile a single specification to 3 state-of-the-art protocol verification tools (PROVERIF, TAMARIN and DEEPSEC) and take advantage of the strengths of each of the tools. In our analysis we consider a large variety of compromise scenarios, and also exploit recent results that allow to model existing weaknesses in cryptographic primitives, relaxing the perfect cryptography assumption, common in symbolic analysis. While our analysis confirmed security for the most basic threat models, a number of weaknesses were uncovered in the current design when more advanced threat models were taken into account. These weaknesses have been acknowledged by the LAKE WG and the mitigations we propose (and prove secure) have been included in version 14 of the draft.

Published
2023

244. Hector: A Framework to Design and Evaluate Scheduling Strategies in Persistent Key-Value Stores

Author

Canon, Louis-Claude, Dugois, Anthony, Marchal, Loris, Rivière, Etienne, Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), Optimisation des ressources : modèles, algorithmes et ordonnancement (ROMA), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Lyon, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Information and Communication Technologies, Electronics and Applied Mathematics (ICTEAM), and Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL)

Subjects
[INFO.INFO-PF]Computer Science [cs]/Performance [cs.PF], [INFO.INFO-DB]Computer Science [cs]/Databases [cs.DB], Scheduling, Performance, Key-Value Stores, Replica, Modularity, [INFO]Computer Science [cs]
Abstract

International audience; Key-value stores distribute data across several storage nodes to handle large amounts of parallel requests. Proper scheduling of these requests impacts the quality of service, as measured by achievable throughput and (tail) latencies. In addition to scheduling, performance heavily depends on the nature of the workload and the deployment environment. It is, unfortunately, difficult to evaluate different scheduling strategies consistently under the same operational conditions. Moreover, such strategies are often hard-coded in the system, limiting flexibility. We present Hector, a modular framework for implementing and evaluating scheduling policies in Apache Cassandra. Hector enables users to select among several options for key components of the scheduling workflow, from the request propagation via replica selection to the local ordering of incoming requests at a storage node. We demonstrate the capabilities of Hector by comparing strategies in various settings. For example, we find that leveraging cache locality effects may be of particular interest: we propose a new replica selection strategy, called Popularity-Aware, that can support 6 times the maximum throughput of the default algorithm under specific key access patterns. We also show that local scheduling policies have a significant effect when parallelism at each storage node is limited.

Published
2023

245. Investigating Dependency Graph Discovery Impact on Task-based MPI+OpenMP Applications Performances

Author

Pereira, Romain, Roussel, Adrien, Carribault, Patrick, Gautier, Thierry, DAM Île-de-France (DAM/DIF), Direction des Applications Militaires (DAM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Algorithms and Software Architectures for Distributed and HPC Platforms (AVALON), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Lyon, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire en Informatique Haute Performance pour le Calcul et la simulation (LIHPC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction des Applications Militaires (DAM), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay

Subjects
HPC, Task, Dependency, OpenMP, MPI, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], Graph
Abstract

International audience; The architecture of supercomputers is evolving to expose massive parallelism. MPI and OpenMP are widely used in application codes on the largest supercomputers in the world. The community primarily focused on composing MPI with OpenMP before its version 3.0 introduced task-based programming. Recent advances in OpenMP task model and its interoperability with MPI enabled fine model composition and seamless support for asynchrony. Yet, OpenMP tasking overheads limit the gain of task-based applications over their historical loop parallelization (parallel for construct).This paper identifies the OpenMP task dependency graph discovery speed as a limiting factor in the performance of task-based applications.We study its impact on intra and inter-node performances over two benchmarks (Cholesky, HPCG) and a proxy-application (LULESH). We evaluate the performance impacts of several discovery optimizations, and introduce a persistent task dependency graph reducing overheads by a factor upto 15 at run-time. We measure 2x speedup over parallel for versions weak scaled to 16K cores, due to improved cache memory use and communication overlap, enabled by task refinement and depth-first scheduling.

Published
2023

246. Variational Shape Reconstruction via Quadric Error Metrics

Author

Zhao, Tong, Busé, Laurent, Cohen-Steiner, David, Boubekeur, Tamy, Thiery, Jean-Marc, Alliez, Pierre, Geometric Modeling of 3D Environments (TITANE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), AlgebRe, geOmetrie, Modelisation et AlgoriTHmes (AROMATH), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-National and Kapodistrian University of Athens (NKUA), Understanding the Shape of Data (DATASHAPE), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Adobe Research, and ANR-19-P3IA-0002,3IA@cote d'azur,3IA Côte d'Azur(2019)

Subjects
quadric error metrics, Surface reconstruction, concise mesh reconstruction, [INFO.INFO-CG]Computer Science [cs]/Computational Geometry [cs.CG], 3D point cloud, clustering
Abstract

International audience; Inspired by the strengths of quadric error metrics initially designed for mesh decimation, we propose a concise mesh reconstruction approach for 3D point clouds. Our approach proceeds by clustering the input points enriched with quadric error metrics, where the generator of each cluster is the optimal 3D point for the sum of its quadric error metrics. This approach favors the placement of generators on sharp features, and tends to equidistribute the error among clusters. We reconstruct the output surface mesh from the adjacency between clusters and a constrained binary solver. We combine our clustering process with an adaptive refinement driven by the error. Compared to prior art, our method avoids dense reconstruction prior to simplification and produces immediately an optimized mesh.

Published
2023

247. The Stare-in-the-Crowd Effect When Navigating a Crowd in Virtual Reality

Author

Raimbaud, Pierre, Jovane, Alberto, Zibrek, Katja, Pacchierotti, Claudio, Christie, Marc, Hoyet, Ludovic, Pettré, Julien, Olivier, Anne-Hélène, Nous, virtuels (VIRTUS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Mouvement Sport Santé (M2S), Université de Rennes (UR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Université de Rennes (UR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-RÉALITÉ VIRTUELLE, HUMAINS VIRTUELS, INTERACTIONS ET ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Origami (Origami), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sensor-based and interactive robotics (RAINBOW), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-RÉALITÉ VIRTUELLE, HUMAINS VIRTUELS, INTERACTIONS ET ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Laboratoire Mouvement Sport Santé (M2S), Université de Rennes (UR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Brittany Region No 19023, SAD-2019-REACTIVE project, CNRS INS2I, ETC-RAS-RV project, ANR-21-ESRE-0030,CONTINUUM,Collaborative Continuity from Digital to Human(2021), and European Project: 856879,PRESENT(2019)

Subjects
locomotion, virtual agents, crowd, virtual reality, social interaction, Perception, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Motion processing gaze
Abstract

International audience; Nonverbal communication is paramount in daily life, as well as in populated virtual reality (VR) environments. In this paper, we focused on gaze behaviour, which is key to initiate and drive social interactions. Previous work on photographs and on virtual agents showed the importance of gaze, even in the presence of multiple stimuli, by demonstrating the stare-in-the-crowd effect: humans detect faster and observe gazes directed towards them longer than the averted ones. While previous studies focused on static scenarios, which fail in representing the complexity of real-life social interactions, we propose to explore the stare-in-the-crowd effect in dynamic situations. To this end, we designed a within-subject experiment where 21 users navigated a virtual street through an idle or moving crowd of virtual agents. Agents’ gaze was manipulated to display averted, directed, or shifting gaze. We analysed the user’s gaze (fixations, dwell time) and locomotor behaviours (path decisions, proximity to agents) as well as their social anxiety. Results showed that the stare-in-the-crowd effect is preserved when walking through both types of crowd, and that social anxiety decreases gaze interaction time and affects proximity behaviours in case of agents with directed gazes. However, virtual agents’ gaze did not elicit significant changes on users’ locomotion. These findings highlight the importance of considering virtual agents’ gaze when creating VR environments, and open future work perspectives to better understand factors that would strengthen or decrease this effect at gaze and locomotor levels.

Published
2023

248. Insight into the ionic atmosphere effect: Comparison of theories for electrolytes at the primitive level

Author

Jean-Pierre Simonin, Olivier Bernard, PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), and Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
Debye-Hückel, [PHYS]Physics [physics], Electrolytes, General Chemical Engineering, General Physics and Astronomy, Thermodynamics, [CHIM]Chemical Sciences, Physical and Theoretical Chemistry, Mean Spherical Approximation (MSA)
Abstract

International audience; In their seminal paper of 1923, Debye and Hückel provided the first appropriate description of the effect of ionic strength on the thermodynamic properties of dilute electrolyte solutions. This landmark work paved the way for what was later called the primitive model of electrolytes. At this level, an ionic solution is modeled as a collection of charged hard spheres in a dielectric continuum that manifests itself only through its dielectric constant. Numerical simulations have been reported in the literature for salts in a continuous solvent. In the present work, results obtained using various analytical theories are compared with Monte-Carlo (MC) simulation data (expected to be 'exact') taken from the literature, in the case of binary electrolytes in a continuous solvent mimicking water. The theories include the Debye-Hückel theory, the mean-spherical approximation (MSA), and the Pitzer approach. The MC data are about mean salt activity and osmotic coefficients, and also individual ion activity coefficients. Moreover, some remarks are made about the assumptions underlying the Debye-Hückel framework, and new formulas are derived for individual ion activity coefficients by following the method of Pitzer.

Published
2023

249. Degenerate Cahn-Hilliard equation: From nonlocal to local

Author

Charles Elbar, Jakub Skrzeczkowski, Sorbonne Université (SU), Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Modelling and Analysis for Medical and Biological Applications (MAMBA), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institute of Mathematics [Warsaw], Faculty of Mathematics, Informatics, and Mechanics [Warsaw] (MIMUW), and University of Warsaw (UW)-University of Warsaw (UW)

Subjects
Mathematics - Analysis of PDEs, Nonlocal Cahn-Hilliard equation, Applied Mathematics, FOS: Mathematics, Aggregation-Diffusion, [MATH]Mathematics [math], 35B40, 35D30, 35K25, 35K55, Singular limit, 2020 Mathematics Subject Classification. 35B40, 35D30, 35K25, 35K55, Analysis, Analysis of PDEs (math.AP), Degenerate Cahn-Hilliard equation
Abstract

International audience; There has been recently an important interest in deriving rigorously the Cahn-Hilliard equation from the nonlocal equation, also called aggregation equation. So far, only non-degenerate mobilities were treated. Since we are motivated by models for the biomechanics of living tissues, it is useful to include degenerate motilities. In this framework, we present a new method to show the convergence of the nonlocal to the local degenerate Cahn-Hilliard equation. The method includes the use of nonlocal Poincar\'e and compactness inequalities.

Published
2023

250. A review of reference architectures for digital manufacturing: Classification, applicability and open issues

Author

Jan Kaiser, Duncan McFarlane, Gregory Hawkridge, Pascal André, Paulo Leitão, Institute for Manufacturing Cambridge University Engineering Department, Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ), Vérification pour l'Environnement et le LOgiciel (LS2N - équipe VELO), Nantes Université (Nantes Univ)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Polytechnic Institute of Bragança (IPB), Kaiser, J [0000-0002-7264-5065], and Apollo - University of Cambridge Repository

Subjects
Applicability, Internet of things, General Computer Science, Industry 4, Cyber–physical systems, Digital manufacturing, Cyber-physical systems, General Engineering, Reference architecture, [INFO]Computer Science [cs], Industry 4.0, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

The industrial application of digital technologies in manufacturing can result in an increased efficiency of processes and an opportunity to integrate production, logistics and maintenance functions. However, increasingly interconnected manufacturing information means progressively more complex systems. Therefore, there is an ever growing need to provide structure in the design and development of such information systems which is the role of a system architecture. So called ‘reference architectures’ guide the design of system architectures used in particular applications. Reference architectures are models of information functions and their connections that provide a structured template with common terminology. Over the last decades, various reference architectures relevant to digital systems in manufacturing have been proposed. However, industrial applications of these reference architectures are scarce and it is difficult to compare and analyse them due to their various levels of application and different uses. In this study, we review and classify reference architectures used to support digital systems in manufacturing. Contributions of the paper include proposing criteria for a model to be referred to as a ‘reference architecture’, an overview and classification of the different perspectives on reference architectures in the literature, and a guideline to support practitioners, developers and academics in selecting a reference architecture.

Published
2023

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Books, media, physical & digital resources
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