Compression d'images couleur pour application à la télésurveillance routière par transmission vidéo à très bas débit

par Théodore Totozafiny

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Franck Luthon.

Soutenue en 2007

à Pau .

mots clés

• Logique floue -- Applications industrielles
• Données -- Compression (télécommunications)
• Télévision dans les systèmes de sécurité

Résumé

L'objectif de cette thèse est de valider, pour un réseau sans fil bas débit GSM (débit maximal 9600 bits/s), la possibilité d'obtenir la cadence de la transmission à une image par seconde. Cela contraint la taille de l'image en mémoire à être inférieure à 1. 2 Ko et l'image doit être encodée avec un standard existant. Afin de répondre à cet objectif, différents points ont été étudiés. Le premier point concerne le type de données à envoyer : séquence d'images ou image fixe. Pour cela nous avons réalisé des tests comparatifs, dans notre contexte applicatif, entre la norme de codage vidéo MPEG-4 (la plus répandue actuellement) et le standard de codage d'image fixe JPEG2000 (le plus performant en terme de taux de compression). Le deuxième point concerne la réduction maximale de données à envoyer. L'idée est la suivante : détourner la fonctionnalité de la gestion de régions d'intérêt du standard JPEG2000, afin d'obtenir un taux de compression très élevé 1:250. Nous divisons l'image en deux régions: le fond fixe et les régions mobiles. L'image contenant les régions mobiles est ensuite encodée par la gestion de régions d'intérêt du JPEG2000, implémentée avec la technique Maxshift, puis envoyée au décodeur. Le dernier point étudie la réactualisation de l'image de référence au décodeur. Nous proposons une technique originale réalisant une mise à jour de l'image de référence du décodeur par morceaux. Ces derniers représentent les régions pertinentes dans l'image de référence. Nous conduisons cette mise à jour selon le même principe basé sur la gestion de région d'intérêt. Le déclenchement de la mise à jour est fonction des trois configurations suivantes: sans mouvement, peu de mouvement ou beaucoup de mouvement, définies en fonction du taux de pixels mobiles dans l'image.

Titre traduit

Color image compression for video streaming at very low bit rate in road remote monitoring applications.

Résumé

This thesis presents a feasibility study for transmitting images in GSM wireless networks (9600 bits/s maximal bit rate) with a frequency of one image per second, by using widespread image or video codecs. Due to this constraint, the maximal size of image data is 1. 2 KiB. In particular, the following aspects were studied. First, the type of data to be sent : video streaming or still image sequencing. We carried out several comparative tests, in the context of video surveillance, between video streaming with the MPEG-4 video coding standard (currently, the most widespread) and still image sequencing with JPEG2000 coding standard (currently, the best compression ratio). The second aspect is the maximal reduction of transmission data. Our approach is as follows: to divert the functionality of the JPEG2000's ROI feature at the start, in order to obtain a very high compression ratio—around 1:250. The image is divided in two areas: background and regions of interest (i. E. Mobile object areas). Only the image mobile object regions are compressed with the JPEG2000 ROI feature, implemented using the Maxshift technique. Our technique exploits this property by sending exclusively the ROI data. The last aspect refers to the reference image updating at the decoder. We propose an original technique to update by pieces. These pieces represent the relevant areas of the reference image. To achieve this, we employ the same mechanism for encoding mobile object regions. The definition of the updating strategy, considering the three following configurations: no mobile objects, few mobile objects or many mobile objects, defined accordingly to the rate of mobile pixels in the image.