Projet de recherche doctoral numero :8396

Description

Date depot: 19 octobre 2022
Titre: Goal-oriented Semantic Communication: A Rate Distortion Approach
Directeur de thèse: Marios KOUNTOURIS (Eurecom)
Encadrant : Fotios STAVROU (Eurecom)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini

Resumé: In his seminal communication model, which has remained virtually unchallenged, C. Shannon has deliberately considered the semantic aspects and the effectiveness of transmitted messages as irrelevant to the communication problem. The quest for a goal-oriented semantic communication theory has recently gained new impetus, fueled by the emergence of networks of autonomous agents with advanced sensing, learning, and decision-making capabilities. In this context, information is valuable when it is fresh, useful, and effective. In this thesis, we introduce a general theoretical framework, which leverages and extends rate distortion theory, to incorporate perceptual metrics and timing effects. This framework will enables us to investigate the impact of context-dependent fidelity criteria, divergence-based semantic quality criteria, and time-dependent distortion measures on goal-oriented information transmission and semantic source reconstruction. The expected research outcome has the potential to significantly improve network resource usage, energy consumption, and processing efficiency, thus supporting the scalability of future massive, networked intelligent systems.

Résumé dans une autre langue: Dans son modèle de communication séminal, qui est resté pratiquement incontesté, C. Shannon a délibérément considéré les aspects sémantiques et l'efficacité des messages transmis comme sans rapport avec le problème technique de la communication. La quête d'une théorie de la communication sémantique orientée vers un objectif a récemment pris un nouvel élan, alimentée par l'émergence de réseaux d'agents autonomes dotés de capacités avancées de détection, d'apprentissage et de prise de décision. Dans ce contexte, l'information est précieuse lorsqu'elle est fraîche, utile et efficace. Dans cette thèse, nous introduisons un cadre théorique général, qui exploite et étend la théorie débit-distorsion, afin d’incorporer des métriques perceptuelles et les effets temporels. Ce cadre nous permettra d'étudier l'impact des critères de fidélité dépendant du contexte, des critères de qualité sémantique basés sur la divergence statistique et des mesures de distorsion dépendant du temps sur la transmission d'informations orientée vers les objectifs et la reconstruction de la source sémantique. Le résultat de recherche attendu a le potentiel d'améliorer considérablement l'utilisation des ressources du réseau, la consommation énergétique et l'efficacité du traitement, soutenant ainsi la scalabilité des futurs systèmes intelligents massifs en réseau.



Doctorant.e: Serra Guiseppe