Search

Drop-on-demand printing using colloidal or pigmented inks is prone to the clogging of printing nozzles, which can lead to positional deviations and inconsistently printed patterns (e.g., data matrix codes, DMCs). However, if such deviations are detected early, they can be useful for determining the state of the print head and planning maintenance operations prior to reaching a printing state where the printed DMCs are unreadable. To realize this predictive maintenance approach, it is necessary to accurately quantify the positional deviation of individually printed dots from the actual target position. Here, we present a comparison of different methods based on affinity transformations and clustering algorithms for calculating the target position from the printed positions and, subsequently, the deviation of both for complete DMCs. Hence, our method focuses on the evaluation of the print quality, not on the decoding of DMCs. We compare our results to a state-of-the-art decoding algorithm, adopted to return the target grid positions, and find that we can determine the occurring deviations with significantly higher accuracy, especially when the printed DMCs are of low quality. The results enable the development of decision systems for predictive maintenance and subsequently the optimization of printing systems.

A code-generation and recognition technology that uses a modified ejection system in the diecasting process is presented. To achieve the highest level of quality management, the first requirement in the manufacturing process is to establish a product management system according to the specific product unit. Thus, a method to individually identify each product, such as a barcode or QR code, is required during the production process. Products manufactured in the die-casting process always have ejector pin (EP) marks. Herein, an ejection system was modified to generate a unique code using EP marks. This ejection system has two features: an EP with a modified head to show the direction of rotation, and a function to dependently rotate EPs (five or six EPs) with a constant angle. The EPs are numbered according to the rotation angle. Thus, the EP marks can be viewed as a five- or six-digit code. A program was also developed to individually identify the products by automatically detecting and reading the EPs using deep learning-based object detection and classification technology.

Error correcting codes are tools whose initial function is to correct errors caused by imperfect communication channels. They are used in most of our digital communications or in our information storage solutions. In a non-cooperative context, there is the problem of identifying unknown codes based solely on knowledge of noisy codewords. For many families of codes having a strong algebraic structure, the recognition problem is essentially solved. However, for other families, the existing solutions are still unsatisfactory. In this thesis, we are particularly interested in the recognition of LDPC codes which are ubiquitous in our current telecommunication systems.The problem of identifying LDPC codes is very close to another very studied problem in code theory ; namely, the problem of decoding random linear codes. In the late 1970s, McEliece proposed to use the difficulty of this problem to do cryptography. His idea is to hide the structure of a Goppa code ; an adversary cannot then use the code efficiently, unlike legitimate users. This is how he hijacked the original function of error correcting codes and used them in ciphers. His proposal is the origin of a larger family of cryptographic solutions: it is called code-based cryptography. Note that to date, the security of our information systems is essentially based on the computational difficulty of number theory problems. However, this difficulty is called into question by the quantum computing paradigm. One of the challenges of tomorrow’s cryptography is therefore to protect information against an adversary having a quantum computer. Code-based cryptography is today one of the alternatives that offers to meet this challenge.The problem of generic decoding on which code-based cryptography is based has been studied extensively over the past 60 years. The latest improvements all rely on using algorithms for finding pairs of points that are close to each other in a list. This is the so called near-collisions search problem. In this thesis, we speed up the resolution of generic decoding by proposing in particular a new way to find close pairs. Our method is based on the construction of fuzzy hashing functions ; that is functions that return similar elements on the same hashing key with a high probability. To do this, we use correcting codes ; in particular, the Arıkan's polar codes and their list decoding proposed by Tal and Vardy.In this manuscript, we also deal with the search for pairs of far points. Our solution can be used to improve decoding over long distances. This new type of decoding finds very recent applications in certain signature models.; Les codes correcteurs d’erreurs sont des outils ayant pour fonction originale de corriger les erreurs engendrées par des canaux de communications imparfaits. Ils sont utilisés dans la plupart de nos communications numériques ou dans nos solutions de stockage de l’information. Dans un contexte non coopératif, se pose le problème de reconnaître un code correcteur inconnu à partir de la seule connaissance de mots de code bruités. Pour de nombreuses familles de codes possédant une structure algébrique forte, le problème de reconnaissance est essentiellement résolu. Cependant, pour d’autres familles, les solutions existantes sont encore insatisfaisantes. Dans cette thèse, nous nous intéressons particulièrement à la reconnaissance des codes LDPC qui sont omniprésents dans nos systèmes de télécommunication actuels.Le problème de reconnaissance de codes LDPC est très proche d’un autre problème très étudié en théorie des codes ; à savoir, celui du décodage de codes linéaires aléatoires. À la fin des années 70, McEliece proposa d’utiliser la difficulté de ce problème pour faire de la cryptographie. Son idée consiste à cacher la structure d’un code de Goppa ; un adversaire ne peut alors pas user du code efficacement contrairement aux utilisateurs légitimes. C’est ainsi qu’il détourna la fonction originale des codes correcteurs pour les utiliser dans des chiffrements. Sa proposition est à l’origine d’une famille de solutions cryptographiques plus vaste : on parle alors de cryptographie fondée sur les codes. Noter qu’à ce jour, la sécurité de nos systèmes d’information repose essentiellement sur la difficulté calculatoire de problèmes de théorie des nombres. Cependant, cette difficulté est remise en question par le paradigme de calcul quantique. Un des enjeux de la cryptographie de demain est donc de protéger l’information contre un adversaire disposant d’un ordinateur quantique. La cryptographie fondée sur les codes est aujourd’hui une des alternatives qui propose de relever ce défi.Le problème du décodage générique sur lequel repose la cryptographie fondée sur les codes a été profondément étudié ces 60 dernières années. Les dernières améliorations utilisent toutes des algorithmes pour trouver des couples de points proches dans une liste. Dans cette thèse, nous améliorons la résolution du décodage générique en proposant notamment une nouvelle façon de rechercher des couples proches. Notre méthode repose sur la construction de fonctions de hachage floues ; c’est-à-dire des fonctions qui retournent des éléments proches sur une même clé de hache avec une forte probabilité. Pour ce faire, nous utilisons des codes correcteurs ; en particulier les codes polaires de Arıkan et leur décodage en liste de Tal et Vardy.Dans ce manuscrit, nous traitons également la recherche de couples de points éloignés. Notre solution à ce nouveau problème peut être utilisée pour améliorer le décodage en grandes distances. Un tel décodage trouve, par exemple, des applications dans certains nouveaux designs de signatures.

Optical label processing is expected to reduce power consumption in label switching network nodes. Previously, we proposed passive waveguide circuits for the recognition of BPSK labels with a theoretically infinite contrast ratio. The recognizable label number was limited to four and eight for 4-bit and 8-bit BPSK labels, respectively. In this paper, we propose methods to increase the recognizable label number. The proposed circuits can recognize eight and sixteen labels of 4-bit BPSK codes with a contrast ratio of 4.00 and 2.78, respectively. As 8-bit BSPK codes, 64, 128, and 256 labels can be recognized with a contrast ratio of 4.00, 2.78, and 1.65, respectively. In recognition of all encoded labels, that is, 16 and 256 labels for 4-bit and 8-bit BPSK labels, a reference signal is employed to identify the sign of the optical output signals. The effect of phase deviation and loss along the optical waveguides of the devices is also discussed.

Code Recognition Device is a security device for automobiles. It responds only to the right sequence of codes that are keyed from the key pad. This closes the electrical circuitry of the automobile and enables it to start. If a wrong key is touched, it resets the device which disengages the electrical circuit of the automobile from the power supply. The device works properly on closing all the doors of the automobile, otherwise it cannot start. Also, once the automobile is in operation, opening of any door will disengage the device and the engine will stop. To restart the engine, the doors must be closed and the codes rendered sequentially-in this case the codes are 1974.

An error correcting code adds redundancy to a message in order to correct it when errors occur during transmission.Convolutional codes are powerful ones, and therefore, often used. The principle of a convolutional code is to perform a convolution product between a message and a transfer function, both defined over the group of integers. These codes do not protect the message if it is intercepted by a third party. That is why we propose in this thesis, convolutional codes with cryptographic properties defined over non-commutative groups. We first studied codes over the infinite dihedral group, which despite good performance, do not have the desired cryptographic properties. Consequently, we studied convolutional block codes over finite groups with a time-varying encoding. Every time a message needs to be encoded, the process uses a different subset of the group. These subsets are chaotically generated from an initial state. This initial state is considered as the symmetric key of the code-induced cryptosystem. We studied many groups and many methods to define these chaotic subsets. We examined the minimum distance of the codes we conceived and we showed that it is slightly smaller than the minimum distance of the linear block codes. Nevertheless, our codes have, in addition, cryptographic properties that the others do not have. These non-commutative convolutional codes are then a compromise between error correction and security.; Un code correcteur d'erreur ajoute de la redondance à un message afin de pouvoir corriger celui-ci lorsque des erreurs se sont introduites pendant la transmission. Les codes convolutifs sont des codes performants, et par conséquent, souvent utilisés. Le principe d'un code convolutif consiste à se fixer une fonction de transfert définie sur le groupe des entiers relatifs et à effectuer la convolution d'un message avec cette fonction de transfert. Ces codes ne protègent pas le message d'une interception par une tierce personne. C'est pourquoi nous proposons dans cette thèse, des codes convolutifs avec des propriétés cryptographiques, définis sur des groupes non-commutatifs. Nous avons tout d'abord étudié les codes définis sur le groupe diédral infini, qui, malgré de bonnes performances, n'ont pas les propriétés cryptographiques recherchées. Nous avons donc étudié ensuite des codes convolutifs en bloc sur des groupes finis, avec un encodage variable dans le temps. Nous avons encodé chaque message sur un sous-ensemble du groupe différent à chaque encodage. Ces sous-ensembles sont générés de façon chaotique à partir d'un état initial, qui est la clé du cryptosystème symétrique induit par le code. Nous avons étudié plusieurs groupes et plusieurs méthodes pour définir ces sous-ensembles chaotiques. Nous avons étudié la distance minimale des codes que nous avons conçus et montré qu'elle est légèrement plus petite que la distance minimale des codes en blocs linéaires. Cependant, nous avons, en plus, un cryptosystème symétrique associé à ces codes. Ces codes convolutifs non-commutatifs sont donc un compromis entre correction d'erreur et sécurité.